Трансформаторы тс характеристики: Трансформаторы ТС-150 — В помощь радиолюбителю

Содержание

Трансформаторы ТС-150 — В помощь радиолюбителю

Трансформаторы силовые ТС-150-1, ТС-150-2, ТС-150-3 предназначены для применения в блоках питания бытовой радио аппаратуры.
Внешний вид трансформаторов изображен на рисунке 1, моточные данные  и электрические характеристики трансформаторов ТС-150-1, ТС-150-2, ТС-150-3, приведены ниже в таблице 1. Подключение к сети 220 вольт первичной обмотки данных трансформаторов, производится к выводам 1 и 1′, при этом необходимо установить перемычку между выводами 2 и 2′.
Схемы данных трансформаторов изображены на рисунках 2 и 3.

Необходимо иметь в виду, что приведённые здесь моточные данные, могут отличаться на имеющиеся у Вас трансформаторы, в связи с изменениями ТУ, заводов изготовителей, прошествии времени и прочих условий и их следует принимать, только как основу. При  необходимости определить более точно количество витков обмоток имеющегося у Вас трансформатора, намотайте дополнительную обмотку с известным количеством витков, замерьте на ней напряжение и по полученным данным просчитайте ваш трансформатор.

Рисунок 1.
Внешний вид трансформаторов ТС-150.

Трансформаторы силовые ТС-150-1, ТС-150-2.


Силовой трансформатор ТС-150-1, аналогичен и взаимозаменяем с трансформатором ТС-160-3 и может выпускаться с двумя видами исполнения первичной обмотки;
  — На 127 и 220 вольт (см. рисунок 2)
  — Только на 220 вольт (отсутствуют обмотки Iб и Iб’ и выводы 3 и 3′  у первичной обмотки).

Силовой трансформатор ТС-150-2, аналогичен по схеме трансформатору ТС-150-1, и так же, как и трансформатор ТС-150-1, может выпускаться с двумя видами исполнения первичной обмотки . От трансформатора ТС-150-1 он отличается лишь выходными напряжениями вторичной обмотки (см. таблицу 1).

Рисунок 2.
Схема трансформаторов ТС-150-1, ТС-150-2.

Трансформатор силовой ТС-150-3.

Силовой трансформатор ТС-150-3, предназначался для питания бытовой звуко-усилительной радиоаппаратуры широкого применения. От трансформаторов ТС-150-1, ТС-150-2, он отличается большим количеством вторичных обмоток и разнообразными выходными напряжениями (смотри рисунок 3 и таблицу 1).

Рисунок 3.
Схема трансформатора ТС-150-3.

Таблица 1. Моточные данные трансформаторов ТС-150.

Тип трансформатора

Сердечник

NN выводов

Число витков

Марка и диаметр провода, мм

Напряжение, ном. В

Ток, ном. А

ТС-150-1

ПЛР21х45

1-2
2-3
1′-2′
2′-3′
4-5
4-6
4-7
4′-5′
4′-6′
4′-7′

362
56
362
56
27
36
46
27
36
46

ПЭВ-1 0,56
ПЭВ-1 0,56
ПЭВ-1 0,56
ПЭВ-1 0,56
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55

110
17
110
17
7,0
9,5
13,0
7,0
9,5
13,0

0,65
0,65
0,65
0,65
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0

ТС-150-2

ПЛР21х45

1-2
2-3
1′-2′
2′-3′
4-5
4-6
4-7
4′-5′
4′-6′
4′-7′

362
56
362
56
10
18
46
10
18
46

ПЭВ-1 0,56
ПЭВ-1 0,56
ПЭВ-1 0,56
ПЭВ-1 0,56
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55
ПЭВ-1 1,55

110
17
110

17
3,0
5,0
13,0
3,0
5,0
13,0

0,65
0,65
0,65
0,65
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0

ТС-150-3

ПЛР21х45

1-2
2-3
1′-2′
2′-3′
4-5
4-13
6′-14′
4′-5′
4′-13′
6-14
7-15
7′-15′
8-16
8′-16′
9-17
9′-17′
10-18
10′-18′
11-19
11′-19′
12-20
12′-20′

362
56
362
56
138
247,5
108,5
138
247,5
108,5
154,5
154,5
188,5
188,5
33,5
33,5
33,5
33,5
49
49
18
18

ПЭЛ-0,56
ПЭЛ-0,56
ПЭЛ-0,56
ПЭЛ-0,56
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0, 41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,25
ПЭЛ-0,25
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ -0,41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,41
ПЭЛ-0,56
ПЭЛ-0,56

110
17
110
17
40
72
31
40
72
31
45
45
55
55
9,5
9,5
9,5
9,5
14,5
14,5
5,0
5,0

0,65
0,65
0,65
0,65
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0, 25
0,1
0,1
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,4
0,4



Трансформаторы ТС-80 — В помощь радиолюбителю

 

Серия этих трансформаторов разрабатывалась для питания ламповой и транзисторной бытовой радиоаппаратуры.
Сердечники трансформаторов, могут быть как и стержневыми, сечением 22х32, изготовленными из стальной ленты (основная масса трансформаторов), так и броневыми из Ш-образных пластин.
Необходимо иметь в виду, что приведённые здесь моточные данные, могут отличаться на имеющиеся у Вас трансформаторы, в связи с изменениями ТУ, заводов изготовителей, прошествии времени и прочих условий и их следует принимать, только как основу. При  необходимости определить более точно количество витков обмоток имеющегося у Вас трансформатора, намотайте дополнительную обмотку с известным количеством витков, замерьте на ней напряжение и по полученным данным просчитайте ваш трансформатор.

Трансформаторы силовые ТС-80, броневые.

Трансформатор ТС-80.

Начнём, пожалуй с самого первого ТС-80, разработанного для применения в ламповых радиоприёмниках.
Трансформатор разработан для работы в 5-ти — 6-ти ламповых радиоприёмниках, для питания их анодным напряжением 290 — 310 вольт, при суммарном токе до 85 мА.

Сердечник трансформатора набран из штампованных Ш-образных пластин, размером Ш32х40. Мощность трансформатора 80 ватт.
Трансформатор рассчитан для работы с кенотроном 5Ц4С, но может быть использован и с другим, ток накала которого не более 3-х ампер, при соответствующей подгонке режима и цоколёвке.
На верхнем экране трансформатора имеются две панели. Одна для колодки переключателя сети, другая для кенотрона.

Рисунок 1. Внешний вид трансформатора ТС-80.

В нижнем экране трансформатора выведено семь проводов.
Два белых провода — сеть.
Два зелёных провода — накал ламп приёмника.
Один чёрный провод — экран.

Один красный провод — плюс выпрямленного анодного напряжения.
Один провод красно-жёлтый — минус анодного (средняя точка анодной обмотки).
Схема трансформатора изображена на рисунке 2, моточные данные приведены в таблице 1.
Схема распайки панели для колодки переключения сети, может отличаться от приведённой.

Рисунок 2. Схема трансформатора ТС-80.

Таблица 1. Моточные данные трансформатора ТС-80.

NN выводов

Число витков

Марка и диаметр провода, мм

Напряжение, ном. В

Ток, ном. А

Ia

II
III
IV

368+57
57+368
950+950
24
19

ПЭВ-1 0,35
ПЭВ-1 0,35
ПЭВ-1 0,18
ПЭВ-1 1,0
ПЭВ-1 1,0

110+17
17+110

275+275
6,5
5,5

0,35
0,35
1,0
1,0
1,0

Трансформаторы силовые ТС-80, стержневые.

Трансформатор ТС-80-1.


Силовой трансформатор ТС-80-1, применялся для питания бытовой радиоаппаратуры, выполненной на полупроводниковых приборах.
Обмотки трансформатора выполнены симметрично на двух катушках.
Подключение сети к первичной обмотке, производится к выводам 1 и 1′ (220 вольт), и устанавливается перемычка на выводы 2 и 2′, (смотри схему трансформатора на рисунке 3).
Моточные данные трансформатора ТС-80-1, приведены в таблице 2.

Рисунок 3. Схема трансформатора ТС-80-1.

Таблица 2. Моточные данные трансформатора ТС-80-1.

Сердечник

NN выводов

Число витков

Марка и диаметр провода, мм

Напряжение, ном. В

Ток, ном. А

ПЛМ22х32

1-2-3
1′-2′-3′
4-5
4′-5′
6-6′
7-7′
10-10′

475+75
475+75
33
33
46+46
46+46
14,5+14,5

ПЭВ-1 0,49
ПЭВ-1 0,49
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,44

110+17
110+17
7,5
7,5
19,5
19,5
6,3

0,35
0,35
1,0
1,0
1,0
1,0
0,3

Трансформатор ТС-80-2

Рисунок 4. Внешний вид трансформатора ТС-80-2.

Силовой трансформатор ТС-80-2, применялся для питания бытовой радиоаппаратуры, выполненной на полупроводниковых приборах.
Обмотки трансформатора выполнены симметрично на двух катушках.
Подключение сети к первичной обмотке, производится к выводам 1 и 2′, при этои необходимо установить перемычку между выводов 1′-2.
Схема силового трансформатора ТС-80-2, изображена на рисунке 5, а в таблице 3, приведены его характеристики и моточные данные.

Рисунок 5. Схема трансформатора ТС-80-2.

Таблица 3. Моточные данные и электрические параметры трансформатора ТС-80-2.

Сердечник

NN выводов

Число витков

Марка и диаметр провода, мм

Напряжение, ном. В

Ток, ном. А

ПЛМ22х32

1-9+9′-1′
2-10+10′-2′
3-13+13′-3′
4-6-7-8
4′-6′-7′-8′
5-11+11′-5′

271+271
201+201
82+82
82+82+82
82+82+82
44,5+44,5

ПЭВ-1 0,51
ПЭВ-1 0,33
ПЭВ-1 0,55
ПЭВ-1 0,55
ПЭВ-1 0,55
ПЭВ-1 0,51

127
93
36
18+18+18
18+18+18
19

0,35
0,35
0,5
0,5
0,5
0,35

 

Трансформатор ТС-80-4


Силовой трансформатор ТС-80-4, применялся для питания бытовой радиоаппаратуры, выполненной на полупроводниковых приборах и устанавливался, например в цветные телевизионные приёмники.
Обмотки трансформатора выполнены симметрично на двух катушках.
Подключение сети к первичной обмотке, производится к выводам 1 и 1′, при этом необходимо установить перемычку на выводы 2 и 2′. Электрическая схема трансформатора ТС-80-4, изображена на рисунке 6. Его характеристики и моточные данные приведены в таблице 4.

Рисунок 6. Схема трансформатора ТС-80-4.

Таблица 4. Моточные данные трансформатора ТС-80-4.

Сердечник

NN выводов

Число витков

Марка и диаметр провода, мм

Напряжение, ном. В

Ток, ном. А

ПЛ22х32

1-2-3
1′-2′-3′
4-5
4′-5′
6-6′
8-8′
10-10′

475+75
475+75
55
55
125,5+125,5
35,5+35,5
14,5+14,5

ПЭВ-1 0,49
ПЭВ-1 0,49
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,49
ПЭВ-1 0,35

110+17
110+17
12,5
12,5
58,5
16
6,3

0,4
0,4
1,2
1,2
1,0
0,4
0,3

Трансформатор ТС-80-6

Рисунок 7. Внешний вид трансформатора ТС-80-6.


Силовой трансформатор ТС-80-6, применялся для питания бытовой радиоаппаратуры, выполненной на полупроводниковых приборах.
Обмотки трансформатора выполнены симметрично на двух катушках.
Подключение сети к первичной обмотке, производится к выводам 1 и 1′. Дополнительная обмотка 3-3′ могла соединяется с первичной обмоткой(1-1′) и использовалась для питания электродвигателя. В обычном включении трансформатора, её можно не использовать.
У трансформаторов ранних выпусков, первичная обмотка рассчитывалась для подключения к сети 127/220 вольт, и состояла из двух частей. Первая часть, это обмотка 1-9, перемычка, и обмотка 9′-1′. Вторая часть, это обмотка 2-10, перемычка, и обмотка 10′-2′ (смотри трансформатор ТС-80-2).
В этом случае сеть 220 вольт подавалась на выводы 1 — 2′ и замыкались выводы 1′-2.
Схема трансформатора ТС-80-6 (на 220 вольт) изображена на рисунке 8, моточные данные и характеристики, приведены в таблице 5.

Рисунок 8. Схема трансформатора ТС-80-6.

Таблица 5. Моточные данные и электрические параметры трансформатора ТС-80-6.

Сердечник

NN выводов

Число витков

Марка и диаметр провода, мм

Напряжение, ном. В

Ток, ном. А

ПЛМ22х32

1-9+9′-1′
3-11+11′-3′
4-5
4′-5′
6-12+12′-6′
7-8
7′-8′

475+475
55,5+55,5
46
46
51,5+51,5
23
23

ПЭВ-1 0,5
ПЭВ-1 0,31
ПЭВ-1 0,8
ПЭВ-1 0,8
ПЭВ-1 0,4
ПЭВ-1 0,4
ПЭВ-1 0,4

220
26
10
10
24
5,0
5,0

0,35
0,15
2,0
2,0
0,3
0,3
0,3

Трансформатор ТС-80-7

Силовой трансформатор ТС-80-7, применялся для питания бытовой радиоаппаратуры, выполненной на полупроводниковых приборах. Использовался в основном в звукоусилительной аппаратуре.
Обмотки трансформатора выполнены симметрично на двух катушках.
Подключение сети к первичной обмотке, производится к выводам 1 и 1′, при этом перемыкаются выводы 2 и 2′. Электрическая схема трансформатора ТС-80-7, изображена на рисунке 9, а его данные приведены в таблице 6.

Рисунок 9. Схема трансформатора ТС-80-7.

Таблица 6. Моточные данные трансформатора ТС-80-7.

Сердечник

NN выводов

Число витков

Марка и диаметр провода, мм

Напряжение, ном. В

Ток, ном. А

ПЛМ22х32

1-2
1′-2′
5-3-6
5′-3′-6′
7-8
7′-8′
9-10
9′-10′

475
475
118+22
118+22
54
54
28
28

ПЭВ-1 0,49
ПЭВ-1 0,49
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,39
ПЭВ-1 0,39
ПЭВ-1 0,44
ПЭВ-1 0,44

110
110
25+5,5
25+5,5
11,2
11,2
6,0
6,0

0,35
0,35
1,0
1,0
0.21
0,21
0,3
0,3

  *- Выпускались трансформаторы ТС-80-7 с первичной обмоткой, аналогичной трансформатору ТС-40-1. Включение в сеть и нумерация выводов первички совпадает. При этом у вторичных обмоток II и II’ отсутствуют выводы 3 и 3′ (они уже входят в состав первичной обмотки) и имеются только 5-6 и 5′-6′, остальные вторичные обмотки без изменений.

Трансформатор ТС-80-8

Силовой трансформатор ТС-80-8, применялся для питания бытовой радиоаппаратуры, выполненной на полупроводниковых приборах.
Обмотки трансформатора выполнены симметрично на двух катушках.
Подключение сети к его первичной обмотке, отличается от других трансформаторов ТС-80.
Сеть 220 вольт подаётся на выводы 2 и 3 — на одной катушке, на другой катушке соответствующие выводы 2′ и 3′ необходимо замкнуть между собой.
Электрическая схема трансформатора ТС-80-7, изображена на рисунке 10, характеристики его приведены в таблице 7.

Рисунок 10. Схема трансформатора ТС-80-8.

Таблица 7. Моточные данные и характеристики трансформатора ТС-80-8.

Сердечник

NN выводов

Число витков

Марка и диаметр провода, мм

Напряжение, ном. В

Ток, ном. А

ПЛМ22х32

1-2+2′-1′
3-5-8+8′-5′-3′
6-12+13′-11
11-13+12′-6′
7-9+9′-7

198,5+198,5
120-150,5+150,5-120
64,5+64,5
64,5+64,5
11,5+11,5

ПЭВ-1 0,49
ПЭВ-1 0,49
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,69
ПЭВ-1 0,49

93
127*
28
28
5,0

0,35
0,35
1,3
1,3
0.5

* — Напряжение указано для выводов 3-3′. Напряжение на выводах 3-5 = 28в, на выводах 5-5’= 70в.

 

 

Сухие трансформаторы. Типы сухих силовых трансформаторов ТС/ТСЛ

 

Трансформатор сухой ТС – это электротехническое устройство для преобразования электрического переменного тока. Он нагревается при работе. Поэтому в трансформаторе предусмотрена система охлаждения. Тепловая защита сухих трансформаторов построена на воздушном охлаждении. Главные преимущества сухих трансформаторов перед масляными – это компактность и простота в эксплуатации.

Технические характеристики сухих трансформаторов ТС:

  • безопасны – не имеют горючих материалов в конструкции, переносят тряску; 
  • можно устанавливать в сухом помещении с высокими требованиями к пожарной безопасности;
  • комплектуются защитным кожухом – снижается вероятность поражения людей током от работающего трансформатора;
  • оборудование просто обслуживать – не нужно менять масло, как в масляных трансформаторах;
  • предназначены для внутренней установки в условиях умеренного климата;
  • влажность в помещении не должна превышать 80 %.

В зависимости от исполнения сухих трансформаторов, они подходят для электроснабжения крупных металлургических заводов, нефтеперерабатывающих заводов, целлюлозно-бумажных производств, предприятий машиностроения, жилого сектора и транспорта.

Из чего состоит сухой трансформатор

Устройство сухого трансформатора во многом схоже с масляным трансформатором.

Конструкция трансформатора сухого предполагает: магнитопровод, обмотки высокого и низкого напряжения, отводы, изоляцию, защитный кожух.

Трансформаторы мощностью до 2500 кВт охлаждаются естественной циркуляцией воздуха. В более мощных моделях воздух «гоняют» вентиляторы.

Обмотки трансформатора находятся в защитном кожухе. Изолирующая и охлаждающая среда трансформатора – это окружающий воздух. Воздух – не такой хороший изолятор, как масло в масляном трансформаторе. Поэтому трансформаторы ТС оборудуют дополнительной изоляцией. Чтобы усилить изоляцию сухого трансформатора, обмотки пропитывают специальной смолой.

Типы сухих трансформаторов

Трансформаторы с открытой обмоткой

Силовой трансформатор ТСЗ/ТС. Изоляция обмоток в таком устройстве пропитана специальной смолой. Трансформатор поставляется в открытом исполнении (ТС) или в защитном кожухе (ТСЗ).

Сухие трансформаторы с литой изоляцией. Силовые трансформаторы ТСЛ с литой изоляцией имеют монолитную конструкцию. Изоляцию обмоток производитель заливает в глубоком вакууме. А изоляцию приводов пропитывает лаком и запекает. Отсюда повышенные характеристики устойчивости трансформатора ТСЛ к агрессивной и загрязненной среде. В некоторых устройствах используется литая изоляция из геафоли: трансформаторы ТСГЛ и трансформаторы сухие ТСЗГЛ. Геафоль обеспечивает повышенную устойчивость трансформатора к нагреву (класс F).

Средний срок службы сухого трансформатора 15-25 лет. Это примерно на 5-10 лет меньше, чем у масляного трансформатора. Но учтите, что масляный трансформатор прослужит дольше только при регулярной замене масла в баке. А в сухом трансформаторе нет охлаждающей жидкости. Поэтому выбор в пользу сухого трансформатора – это реальная экономия на обслуживании и безопасность для потребителей электроэнергии.

Если у вас возникли сомнения в выборе трансформатора, обращайтесь за консультацией к производителю или к его официальным представителям в вашем регионе.

Сухие низковольтные трансформаторы ТС, ТСЗ

 

Трансформаторы низковольтные

 

Дилером завода в Москве и Московской области является ООО «РУСКОМПЛЕКТ» 

Силовые сухие трансформаторы на класс напряжения 0,7 кВ включают в себя следующие марки трансформаторов:

  • Трансформаторы сухие ТС.

  • Трансформаторы ТСЗ с защитным кожухом.

  • Трансформаторы ТСП — специальные преобразовательные.

  • Трансформаторы ТСЗП — специальные преобразовательные с защитным кожухом.

  • Трансформаторы ТСПУ — для преобразователей по схеме выпрямления «две обратные звезды» с уравнительным реактором.

напряжение обмоток

ВН – 380В,

НН – 230В

ТС — 6,3/0,7
ТС — 10/0,7
ТС – 16/0,7
ТС – 25/0,7
ТС – 40/0,7
ТС – 63/0,7
ТС – 100/0,7
ТС – 160/0,7
ТС – 250/0,7

напряжение обмоток

ВН – 380В,

НН – 230В

ТСЗ — 6,3/0,7
ТСЗ — 10/0,7
ТСЗ – 16/0,7
ТСЗ – 25/0,7
ТСЗ – 40/0,7
ТСЗ – 63/0,7
ТСЗ – 100/0,7
ТСЗ – 160/0,7
ТСЗ – 250/0,7

напряжение обмоток

ВН – 380В; НН – 6В, 12В, 24В, 36В, 48В, 75В, 110В, 115В, 230В

ТСП — 6,3/0,7
ТСП — 10/0,7
ТСП – 16/0,7-В
ТСП – 25/0,7-В
ТСЗП – 40/0,7-В
ТСЗП – 63/0,7-В
ТСЗП – 100/0,7-В
ТСЗП – 160/0,7-В
ТСЗП – 250/0,7

ТСПУ — 6,3/0,7-Г
ТСПУ — 10/0,7-Г
ТСПУ – 16/0,7-Г
ТСПУ – 25/0,7-Г
ТСПУ – 40/0,7-Г
ТСПУ – 63/0,7-Г
ТСПУ – 100/0,7-Г
ТСПУ – 160/0,7-Г
ТСПУ – 250/0,7-Г

Назначение сухих силовых трансформаторов

Трансформатор силовой сухой предназначен для преобразования электроэнергии в электросетях трёхфазного и однофазного переменного тока (0,22кВ, 0,5кВ, 0,7кВ, 6кВ, 10кВ 50 Гц) для использования:

  • в электрических установках общего назначения (типов ТС, ТСЗ, ОС, ОСЗ)
  • в стационарных полупроводниковых выпрямителях, в том числе: для гальванических установок (гальваника), в возбудительных устройствах синхронных машин (типов ТСП, ТСЗП, ОСП, ОСЗП)

Трансформаторы (понижающий, повышающий) типов ТСП и ТСЗП изготавливаются взамен ранее выпускаемых трансформаторов сухих типов ТСВ и ТСЗВ соответственно, и являются их аналогами, различия лишь в условном обозначении трехфазных трансформаторов. Изменение условного обозначения силовых трансформаторов вызвано приведением нормативной документации, в том числе и условного обозначения, в соответствие с требованием ГОСТ.

Трансформаторы силовые типа ТС, ТСЗ, ТСП, ТСЗП, выпускаемые по ТУ 3411-001-00215232-2006, имеют сертификат соответствия № РОСС RU.ME79.B01047, выданный АНОЦСЭ «Электропривод» на срок до 19.01.2010 г., в части требований техники безопасности по ГОСТ 11677, 12.2.007.2, ГОСТ 1516.3

Технические данные сухих трансформаторов:

Класс нагревостойкости изоляции обмоток (обмотка медная) — не ниже В по ГОСТ 8865. По способу защиты от поражения электрическим током силовые трансформаторы относятся к классу 01 по ГОСТ 12.2.007.0. Степень защиты трансформаторов (понижающих и повышающих) типа ТС, ТСП-IP00 соответствует ГОСТ 14254. Трансформатор силовой типа ТСЗ и ТСЗП имеет защитный кожух, обеспечивающий степень защиты IP10 при степени защиты со стороны пола — IP00. По согласованию с потребителем возможно изготовление защитного кожуха со степенью защиты — IP21…IP54. Вид климатического исполнения трансформаторов — У, УХЛ категория размещения –3 или 4. Гарантийный срок эксплуатации трансформаторов – три года со дня ввода в эксплуатацию, или 4 года со дня выпуска, срок службы не менее 25 лет.

 

Основные параметры трансформаторов общего назначения типов ТС, ТСЗ, класс напряжения 0,7кВ

 

 

 

 

 

 

Тип

Номинальная мощность, кВА

Номинальное напряжение, В

Схема         и группа соединения обмоток

Ток XX, %

Напряжение К3%

Потери

XX, кВт

КЗ кВт

ВН

НН

ТС-6,3/0,7

6,3

380

230

Ун/У-0

3,0

3,8

0,04

0,15

ТС-10/0,7

10

380

230

Ун/У-0

2,9

3,8

0,07

0,27

ТС-16/0,7

16

380

230

Ун/У-0

2,8

3,8

0,11

0,42

ТС-25/0,7

25

380

230

Ун/У-0

2,6

3,8

0,155

0,6

ТС-40/0,7

40

380

230

Ун/У-0

2,4

3,8

0,22

0,88

ТС-63/0,7

63

380

230

Ун/У-0

2

3,8

0,29

1,28

ТС-100/0,7

100

380

230

Ун/У-0

1,5

3,8

0,39

1,45

ТС-160/0,7

160

380

230

Ун/У-0

1,2

3,8

0,49

1,95

ТС-250/0,7

250

380

230

Ун/У-0

1,0

3,8

0,6

2,34

ТСЗ-6. 3/0,7

6,3

380

230

Ун/У-0

3,0

3,8

0,04

0,15

ТСЗ-10/0,7

10

380

230

Ун/У-0

2,9

3,8

0,07

0,27

ТСЗ-16/0,7

16

380

230

Ун/У-0

2,8

3,8

0,11

0,42

ТСЗ-25/0,7

25

380

230

Ун/У-о

2,6

3,8

0,155

0,6

ТСЗ-40/0,7

40

380

230

Ун/У-0

2,4

3,8

0,22

0,88

ТСЗ-63/0,7

63

380

230

Ун/У-0

2

3,8

0,29

1,28

ТСЗ-100/0,7

100

380

230

Ун/у-о

1,5

3,8

0,39

1,45

ТСЗ-160/0,7

160

380

230

Ун/У-0

1,2

3,8

0,49

1,95

 

Основные параметры трансформаторов специальных преобразовательных типов ТСП, ТСЗП, класс напряжения 0,7кВ


Тип

Обмотка сетевая

Обмотка вентильная

Схема    и    группа соединения обмоток

 

Ток холостого хода, А

 

Потери  холостого хода, кВт

 

Потери КЗ, кВт

 

Напряжение КЗ, %

 

Выпрями­тель

Номинальная мощность, кВА

Ном.  напр., В

Ном. ток, А

Ном.  напр., В

Ном. ток, А

Ном.  напр., В

Ном. ток, А

ТСП16/0,7-В

18,0

380

27,4

100

104

У/Ун-0

1,8

0,125

0,55

4,5

24

160

58

180

(У/Д-11)*

23,0

35,0

115

116

У/Ун-0

1,9

0,13

0,76

5,8

36

200

67

201

(У/Д-11)*

ТСП-25/0,7-В

30,0

45,6

160

108

У/Ун-0

2,0

0,18

0,65

4,2

48

160

92

188

(У/Д-11)*

ТСП-25/0,7-В

32,0

49

160

116

У/Ун-0

2,0

0,18

0,8

5,0

48

200

93

188

(У/Д-11)*

ТСЗП-40/0,7-В

51,2

78

160

186

У/Ун-0

3,1

0,28

1,05

3,6

48

315

93

320

(У/Д-11)*

ТСЗП-63/0,7-В

73,9

112

230

186

У/Ун-0

3,6

0,38

1,27

3,6

75

315

133

320

(У/Д-11)*

ТСЗП100/0,7-В

104,4

159

230

262

У/Ун-0

5,0

0,55

1,7

3,3

150

315

133

453

(У/Д-11)*

112,3

171

350

185

У/Ун-0

5,0

0,55

1,8

3,5

115

315

202

320

(У/Д-11)*

ТСЗП160/0,7-В

158,9

242

350

262

У/Ун-0

5,5

0,67

2,4

3,0

230

315

202

453

(У/Д-11)*

*Схема и группа соединения обмоток трансформаторов, изготавливаемых по особому
заказу, согласованному с заказчиком.   

 

Выбор преобразовательного трансформатора по типу возбудителя

 

Тип возбудителя

Тип трансформатора

Типовая мощность,кВА

Напряжение сетевой обмотки, В

Напряжение вторичной обмотки, В

Группа соединений

200-48Т-

ТСЗП-20/0,7-В

31,7

380

160

Y/Y-0

200-75Т-

ТСЗП-40/0,7-В

49,2

380

230

Y/Y-0

200-115Т-

ТСЗП-63/0,7-В

75,9

380

350

Y/Y-0

315(320)-48Т

ТСЗП-40/0,7-В

51,2

380

160

Y/Y-0

315(320)-75Т-

ТСЗП-63/0,7-В

73,9

380

230

Y/Y-0

315(320)-115Т-

ТСЗП-100/0,7-В

112,3

380

350

Y/Y-0

315(320)-150Т-

ТСЗП-100/0,7-В

104,4

380

23

Y/Y-0

315(320)-230Т-

ТСЗП-160/0,7-В

158,9

380

350

Y/Y-0

400-48Т-

ТСЗП-40/0,7-В

63,4

380

160

Y/Y-0

400-75Т-

ТСЗП-63/0,7-В

99,0

380

230

Y/Y-0

400-115Т-

ТСЗП-125/0,7-В

151,8

380

350

Y/Y-0

400-150Т-

ТСЗП-160/0,7-В

198,0

380

230

Y/Y-0

400-230Т-

ТСЗП-250/0,7-В

303,6

380

350

Y/Y-0

630-75Т-

ТСЗП-100/0,7-В

155,9

380

230

Y/Y-0

630-115Т-

ТСЗП-250/0,7-В

239,0

380

350

Y/Y-0

630-150Т-

ТСЗП-250/0,7-В

311,9

380

230

Y/Y-0

630-230Т-

ТСЗП-400/0,7-В

478,2

380

350

Y/Y-0

630-230Т-

ТСЗП-400/10-В

478,2

6-10 кВ

350

Y/Y-0

800-150Т-

ТСЗП-400/0,7-В

396,0

380

230

Y/Y-0

800-150Т-

ТСЗП-400/10-В

396,0

6-10 кВ

230

Y/Y-0

800-230Т-

ТСЗП-400/0,7-В

607,2

380

350

Y/Y-0

800-230Т-

ТСЗП-400/10-В

607,2

6-10 кВ

350

Y/Y-0

1000-150Т-

ТСЗП-400/0,7-В

495,0

380

230

Y/Y-0

1000-150Т-

ТСЗП-400/10-В

495,0

6-10 кВ

230

Y/Y-0

1000-230Т-

ТСЗП-400/0,7-В

759,0

380

350

Y/Y-0

1000-230Т-

ТСЗП-630/10-В

759,0

6-10 кВ

350

Y/Y-0

 

Для возбудителей типа ВТЕ-…/ХХ – 11ЦЭ, ВТЕ-…/ХХ – 11ЦЭР применяются трансформаторы ТСЗП-ВЭ с разделенными вторичными обмотками, обеспечивающими по отдельности работу форсировочной и основной группы тиристоров. Поставляются в комплекте с возбудителями. Конструктивное решение возбудителей типа ВТЕ-…/ХХ – 11ЦЭ, ВТЕ-…/ХХ – 11ЦЭР в целях исключения простоев синхронных двигателей позволяет в случае выхода из строя основной группы тиристоров автоматически переключаться на форсировочную группу и не выключать питание синхронного двигателя до момента ввода резервного возбудителя или же подготовки к ремонту действующего. Разделенные вторичные обмотки трансформаторов совместно с разделенными группами тиристоров возбудителей типа ВТЕ-…/ХХ – 11ЦЭ, ВТЕ-…/ХХ – 11ЦЭР и измененным алгоритмом управления позволяют достигать max cos fi.

 

Габаритные размеры и вес трансформаторов типов ТС

 

 

Тип трансформатора

Номинальная мощность, кВА

Размеры, мм

Масса, кг

Длина

Ширина

Высота

ТС-6,3/0,7

6,3

460

200

370

75

ТС-10/0,7

10

465

280

475

95

ТС-16/0,7

16

645

280

470

180

ТС-25/0,7

25

650

300

610

280

ТС-40/0,7

40

740

350

675

430

ТС-63/0,7

63

930

370

785

505

ТС-100/0,7

100

885

410

860

650

 

Габаритные размеры и вес трансформаторов типов ТСЗП

 

Тип трансформатора

Номинальная мощность, кВА

Размеры, мм

Масса, кг

Длина

Ширина

Высота

ТСЗП-40/0,7

51,2

770

370

665

260

ТСЗП-63/0,7

73,9

860

410

685

350

ТСЗП-100/0,7

104,4

960

430

735

450

112,3

465

ТСЗП-160/0,7

158,9

980

450

835

625

 

Скачать опросный лист на трансформаторы низковольные сухие силовые.

 

Все трансформаторы в пределах указанного ряда мощностей по требованию заказчика могут быть изготовлены на любые напряжения обмотки низкого напряжения (для ТС и ТСЗ), и вентильной обмотки (для ТСП, ТСЗП). Схемы и группы соединения обмоток также могут быть выполнены любыми требуемымипо согласованию с заказчиком .

Трансформаторы ОС, ОСЗ, ОСП, ОСЗП выпускаются по индивидуальному заказу с согласованием всех их параметров с заказчиком.

 

Основные преимущества сухих трансформаторов:


1. Экологическая чистота. Отсутствие в трансформаторе масла устраняет угрозу загрязнения окружающей среды при его утечке. Отсутствие токсичных и едких газов выделяющихся в случае пожара, устраняет угрозу загрязнения окружающей среды.
2. Безопасность при эксплуатации. Обмотки трансформаторов не горючи и не могут быть источниками пожара.
3.  Малые габариты, что обеспечивает возможность установки трансформатора большей мощности в существующем трансформаторном отсеке при реконструкции подстанции.
4.  Более простой монтаж, так как не требуется дополнительных мер противопожарной безопасности в местах установки.
5. Устойчивость к воздействию сырости и влаги.
6. Минимальные эксплуатационные затраты, так как отсутствует необходимость в периодической проверке и замене диэпектрической жидкости.
7. Повышенная надежность.


Срок эксплуатации трансформаторов составляет 25 лет.

 

Посмотреть цены >>>

Сухие трансформаторы ТС, ТСЗ, ТСЛ, ТСЗЛ 250, 400, 630, 1000, 1600 кВА

Назначение и область применения трансформаторов ТС, ТСЗ

Сухие распределительные трансформаторы ТС, ТСЗ, ТСЗЛ, ТСЛ являются понижающими трансформаторами с мощностью в трёх фазах от 250 до 1600 кВА, класса напряжения изоляции 6 и 10 кВ, с раздельными обмотками высокого (ВН) и низкого напряжения (НН), питающими потребителей электроэнергии общего назначения в электросетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Устанавливаются в промышленных помещениях и общественных зданиях, к которым предъявляются повышенные требования в плане взрывозащищенности, пожаробезопасности и экологической чистоты.

Трансформаторы ТС, ТСЗ, ТСЛ , ТСЗЛ трехфазные изготавливаются в сухом исполнении с естественным воздушным охлаждением.

Структура условного обозначения трансформаторов ТС, ТСЗ, ТСЛ, ТСЗЛ

ТС(Л)(З)(Н)(ГЛ) — Х/10(6)/0,4 У3

  • ТС — трансформатор трехфазный, сухой
  • Л – с литой изоляцией, класса нагревостойкости F (155°С)
  • З — охлаждение естественное воздушное при защищенном исполнении.
  • Все изоляционные материалы, применяемые в обмотках имеют класс нагревостойкости не ниже F (155°С).
  • Н — изоляция обмоток «NOMEX», класса нагревостойкости Н (180°С)
  • ГЛ — геофолевая, литая изоляция обмоток (обмотки залиты эпоксидным компаундом с кварцевым наполнителем), класса нагревостойкости F (155°С)
  • Х — номинальная мощность, кВА
  • 10(6) — напряжение ВН
  • 0,4 — напряжение НН
  • У3 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Условия эксплуатации

Трансформаторы ТС, ТСЗ предназначены для работы в помещениях в условиях умеренного климата, а также:

  • при температуре окружающего воздуха от -25 до +40°С;
  • влажности до 80% при температуре +25°С;
  • окружающая среда должна быть не взрывоопасная, не содержащая пыли в концентрациях, снижающих параметры изделий в недопустимых пределах;
  • высота установки над уровнем моря — не более 1000 м.

Технические характеристики и габаритные размеры ТС, ТСЗ

Сухие силовые трансформаторы ТС и ТСЗ класса напряжения 6 и 10 кВ выпускаются с мощностью 250, 400, 630, 1000, 1600 кВА:

  • Класс напряжения обмоток 10 кВ — номинальные высоковольтные напряжения (ВН) обмоток – 10 кВ.
  • Класс напряжения обмоток 6 кВ — номинальные высоковольтные напряжения (ВН) обмоток – 6 кВ.
  • Основное номинальное низковольтное напряжение (НН) обмоток – 0,4 кВ.

Основные конструктивные исполнения сухих трансформаторов по конструктивному исполнению:

  • ТС – трансформатор сухой без защитного кожуха со степенью защиты IP00
  • ТСЗ – трансформатор сухой в защитном кожухе со степенью защиты IP21

Основные схемы и группы соединения обмоток (ВН/НН) – Д/Ун-11, У/Ун-0.

Регулирование напряжения – переключение без возбуждения с помощью перемычек на 2 х 2, 5% Uн.

Регулирование напряжения до ± 5 % ступенями по 2,5 % осуществляется на полностью отключенном трансформаторе (ПБВ) путем перестановки перемычки. Степень защиты трансформаторов ТС — IP00, ТСЗ — IP21.

Трансформаторы ТС 250 — 1600 кВА

Мощность, кВА

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

Вес, кг

ТС-250

1880

1110

1740

930

ТС-400

2080

1250

2055

1350

ТС-630

2195

1250

2295

1620

ТС-1000

2460

1315

2295

2400

ТС-1600

2570

1390

2350

3150

Трансформаторы ТСЗ 250 — 1600 кВА в кожухе

Тип/Мощность, кВА

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

Вес, кг

ТСЗ-250

1880

1110

1740

1200

ТСЗ-400

2080

1250

2055

1520

ТСЗ-630

2195

1250

2295

1970

ТСЗ-1000

2460

1315

2295

2760

ТСЗ-1600

2570

1390

2350

3650

Перегрузочная способность трансформаторов ТС, ТСЗ

При соблюдении определенных условий трансформаторы могут кратковременно работать при перегрузке без уменьшения срока службы. Перегрузка ограничивается только перегревом обмоток.

Максимальная избыточная температура:

  • 125°С для класса изоляции Н, для изоляции обмоток «NOMEX»,

Класс нагревостойкости обмотки низшего напряжения — Н, высшего — F.

  • 100°С для класса изоляции F, для геофолевой, литой изоляции обмоток,

только если окружающая температура составляет 40°С и трансформатор работает длительное время при номинальной нагрузке.

Повышение избыточной температуры выше максимальной вызывает передачу системой контроля температуры сигнала тревоги либо сигнала отключения трансформатора, если трансформатор перегружен дольше допустимого времени.

Как купить Сухие трансформаторы ТС, ТСЗ, ТСЗЛ, ТСЛ?

У нас вы можете купить Сухие трансформаторы ТС, ТСЗ, ТСЗЛ, ТСЛ по выгодной цене с доставкой по России и СНГ.

Узнать стоимость или более подробную информацию, отправить заявку или опросный лист можно по телефону, тел./факсу и электронной почте:

Телефон в Санкт-Петербурге: +7 (812) 385-63-55 ( многоканальный )

E-mail: [email protected] ru

Важно! Внешний вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры оборудования могут отличаться от указанных на сайте. Поэтому согласовывайте их, пожалуйста, заранее перед заказом.

 

Основная номенклатура электротехнической продукции ООО «Разряд-М»

Опросные листы для заказа электротехнической продукции

Трансформаторы силовые сухие ТС ТСЗ класса напряжения до 35 кВ

Опросный лист к заказу на поставку трансформатора (скачать в формате doc)

Предлагаемые ТПО «РИЛ» сухие силовые трансформаторы соответствуют самым жестким климатическим, транспортным и эксплуатационным требованиям.
Это достигается за счет использования ряда оригинальных технических решений в производстве силовых трансформаторов, применения новых материалов и технологий, а также контроля качества на всех этапах создания сухого силового трансформатора.

 ТПО «РИЛ» предлагает сухие силовые трансформаторы следующих типов:

  • Распределительные сухие силовые трансформаторы общего назначения
  • Распределительные сухие силовые трансформаторы общего назначения
  • Сухие силовые трансформаторы с классом напряжения 0,66 кВ
  • Преобразовательные сухие силовые трансформаторы
  • Сухие силовые трансформаторы с расщепленной вторичной обмоткой
  • Сухие силовые трансформаторы для систем возбуждения турбо- и гидрогенераторов
  • Сухие силовые трансформаторы для морских буровых установок и судов
  • Специальные сухие силовые трансформаторы

 Трансформаторы могут быть изготовлены с медными или алюминиевыми обмотками, со степенью защиты от IP00 (ТС без кожуха) до IP54 (ТСЗ в защитном кожухе).

 При варианте исполнения сухого силового трансформатора без защитного кожуха (IP00) в комплект поставки включены:

  1. Силовой трансформатор типа ТС
  2. Заводская табличка с информацией об изделии
  3. Болт заземления (2 шт.)
  4. Поворотное колесо (4 шт.)
  5. Система пофазного контроля температуры обмоток НН с релейным выходом и выдачей двух дискретных сигналов
  6. Контактные площадки сверху для подсоединения ВН и НН
  7. Паспорт трансформатора
  8. Руководство по эксплуатации трансформатора

 При варианте исполнения трансформатора ТСЗ с защитным кожухом к указанной комплектации добавляется разборный защитный кожух, смонтированный на опорных швеллерах трансформатора, со степенью защиты от IP21 до IP54

Степень защиты кожуха определяется при заказе.

 По требованиям потребителей указанные варианты исполнения и комплектация трансформаторов ТС и трансформаторов ТСЗ могут быть дополнены:

  1. Устройством присоединения низкого напряжения «левое» или «правое»
  2. Устройством присоединения высокого напряжения «левое» или «правое»
  3. Виброгасителями
  4. Трансформаторами тока на линейных входах ВН
  5. Системой климат-контроля внутри защитного кожуха Системой термоконтроля обмоток НН и магнитопровода с цифровым отражением текущего значения температуры и релейным выходом

 Мы готовы предоставить дополнительную информацию Потребителям по всем интересующим вопросам о предлагаемых силовых трансформаторах.

 Принимаются заявки на сухие трансформаторы напряжением от 0,4 до 35 кВ мощностью до 12500 кВА.

% PDF-1.4 % 1879 0 объект > эндобдж xref 1879 183 0000000016 00000 н. 0000009194 00000 н. 0000009334 00000 п. 0000009372 00000 н. 0000010001 00000 п. 0000010588 00000 п. 0000010730 00000 п. 0000010867 00000 п. 0000011008 00000 п. 0000011147 00000 п. 0000011286 00000 п. 0000011427 00000 п. 0000011566 00000 п. 0000011706 00000 п. 0000011845 00000 п. 0000011985 00000 п. 0000012124 00000 п. 0000012263 00000 п. 0000012403 00000 п. 0000012542 00000 п. 0000012681 00000 п. 0000012821 00000 п. 0000012960 00000 п. 0000013100 00000 п. 0000013239 00000 п. 0000013379 00000 п. 0000013518 00000 п. 0000013657 00000 п. 0000013798 00000 п. 0000013937 00000 п. 0000014076 00000 п. 0000014215 00000 п. 0000014354 00000 п. 0000014493 00000 п. 0000014632 00000 п. 0000014771 00000 п. 0000014910 00000 п. 0000015049 00000 п. 0000015188 00000 п. 0000015328 00000 п. 0000015467 00000 п. 0000015607 00000 п. 0000015746 00000 п. 0000015885 00000 п. 0000016025 00000 п. 0000016164 00000 п. 0000016303 00000 п. 0000016442 00000 п. 0000016581 00000 п. 0000016722 00000 п. 0000016861 00000 п. 0000017002 00000 п. 0000017141 00000 п. 0000017282 00000 п. 0000017421 00000 п. 0000017562 00000 п. 0000017701 00000 п. 0000017842 00000 п. 0000017981 00000 п. 0000018122 00000 п. 0000018261 00000 п. 0000018402 00000 п. 0000018541 00000 п. 0000018682 00000 п. 0000018821 00000 п. 0000018962 00000 п. 0000019101 00000 п. 0000019242 00000 п. 0000019381 00000 п. 0000020758 00000 п. 0000022535 00000 п. 0000034772 00000 п. 0000035046 00000 п. 0000036426 00000 н. 0000038342 00000 п. 0000038494 00000 п. 0000038802 00000 п. 0000039079 00000 п. 0000039167 00000 п. 0000040527 00000 п. 0000042307 00000 п. 0000042735 00000 п. 0000044092 00000 п. 0000045286 00000 п. 0000046477 00000 н. 0000046652 00000 п. 0000047846 00000 п. 0000049038 00000 п. 0000049104 00000 п. 0000050815 00000 п. 0000051255 00000 п. 0000051370 00000 п. 0000051483 00000 п. 0000052682 00000 п. 0000053452 00000 п. 0000054202 00000 п. 0000055565 00000 п. 0000057335 00000 п. 0000057772 00000 п. 0000058961 00000 п. 0000060411 00000 п. 0000061877 00000 п. 0000062943 00000 п. 0000063903 00000 п. 0000064066 00000 п. 0000064376 00000 п. 0000064636 00000 н. 0000082084 00000 п. 00000

00000 п. 0000107084 00000 п. 0000108048 00000 н. 0000118256 00000 н. 0000128852 00000 н. 0000129083 00000 н. 0000129167 00000 н. 0000139611 00000 н. 0000140071 00000 н. 0000150198 00000 н. 0000150255 00000 н. 0000161524 00000 н. 0000161583 00000 н. 0000161642 00000 н. 0000161704 00000 н. 0000161766 00000 н. 0000161828 00000 н. 0000161890 00000 н. 0000161952 00000 н. 0000162011 00000 н. 0000162073 00000 н. 0000162135 00000 н. 0000162196 00000 н. 0000162258 00000 н. 0000162320 00000 н. 0000162382 00000 н. 0000162444 00000 н. 0000162506 00000 н. 0000162568 00000 н. 0000162630 00000 н. 0000162692 00000 н. 0000162753 00000 н. 0000162815 00000 н. 0000162877 00000 н. 0000162939 00000 н. 0000163001 00000 п. 0000163063 00000 н. 0000163125 00000 н. 0000163187 00000 н. 0000163249 00000 н. 0000163311 00000 н. 0000163373 00000 н. 0000163435 00000 н. 0000163497 00000 н. 0000163559 00000 н. 0000163621 00000 н. 0000163683 00000 н. 0000163745 00000 н. 0000163807 00000 н. 0000163869 00000 н. 0000163931 00000 н. 0000163993 00000 н. 0000164055 00000 н. 0000164117 00000 н. 0000164179 00000 н. 0000164241 00000 н. 0000164303 00000 н. 0000164365 00000 н. 0000164427 00000 н. 0000164489 00000 н. 0000164551 00000 н. 0000164613 00000 н. 0000164675 00000 н. 0000164737 00000 н. 0000164799 00000 н. 0000164861 00000 н. 0000164923 00000 н. 0000164985 00000 н. 0000165047 00000 н. 0000165109 00000 н. 0000165171 00000 н. 0000165233 00000 н. 0000165295 00000 н. 0000165357 00000 н. 0000003956 00000 н. трейлер ] / Назад 3762537 >> startxref 0 %% EOF 2061 0 объект > поток hZ {TSW’9yyH @ G $

Frontiers | Мониторинг и защита трансформатора в динамических энергосистемах — обзор

Введение

Распределительные системы трансформируются из пассивных систем в активные по мере установки все большего количества распределенных энергоресурсов (РЭР), особенно возобновляемых источников энергии (ВИЭ).Например, в Калифорнии в 2015 году установленная мощность РЭД составила более 7000 МВт, и поставлена ​​цель интегрировать 12000 МВт РЭЭ к 2020 году (Федеральная комиссия по энергетике и регулированию, 2018). ВИЭ, включая солнечные фотоэлектрические установки, ветряные турбины и т. Д., Предоставляют операторам возможности для улучшения качества электроэнергии, повышения устойчивости энергосистемы и помогают достичь целей в области зеленой энергетики. Тем не менее, с быстрым темпом установки ВИЭ эксплуатация энергосистем также сталкивается с проблемами (Seguin et al. , 2016).Например, поскольку условия эксплуатации ВИЭ меняются намного быстрее, чем у традиционных генераторов и нагрузок, в распределительных системах могут наблюдаться более широкие колебания напряжения в течение однодневной работы по сравнению с обычными энергосистемами с ограниченными ВИЭ, а распределительные системы также могут испытывать двунаправленное питание. поток. Другая проблема заключается в том, что при установке ВИЭ в распределительных системах настройки существующих реле на основе тока не подходят для новых активных систем. В частности, эти РЭС, вероятно, будут снижать чувствительность реле максимального тока между подстанцией и РЭС, а устройства, защищенные этими реле максимального тока, должны выдерживать более длительное время при возникновении неисправности.Поэтому устройствам в энергосистемах навязано больше динамики, чем раньше.

Из-за вышеупомянутых воздействий необходимо продолжать мониторинг и защищать критически важные устройства в энергосистемах, чтобы убедиться, что они находятся в исправном состоянии. Трансформатор, как один из критически важных и дорогостоящих компонентов в энергосистемах, должен быть защищен и находиться под постоянным контролем. Таким образом, мониторинг и защита трансформатора становятся важной задачей в энергетической отрасли, а также в академических исследованиях.В данной статье представлен обзор литературы по мониторингу и защите трансформаторов. В этой статье не только рассматриваются традиционные методы мониторинга и защиты низкочастотных трансформаторов, но и вводятся некоторые многообещающие технологии, такие как мониторинг и защита на основе искусственного интеллекта, мониторинг с помощью связи и защита низкочастотных трансформаторов. Кроме того, рассматриваются методы защиты твердотельного трансформатора (SST), поскольку SST рассматривается как важная часть преобразования систем распределения из пассивных в активные, в то время как систематический обзор защиты SST ограничен.Как следствие, в документе эта тема разбита на три раздела: (1) мониторинг устаревших низкочастотных трансформаторов, (2) защита устаревших низкочастотных трансформаторов и (3) защита SST.

Трансформаторы явно подвержены деградации или даже повреждению из-за сбоев и неисправностей. Например, при возникновении неисправности или других помех на обмотку трансформатора будут воздействовать магнитные силы. Если такие силы превышают выдерживаемую способность трансформатора, произойдет деформация обмотки, и повреждение будет накапливаться.Такое повреждение сократит срок службы, снизит вероятность сохранения неисправностей в будущем и повлияет на нормальную работу трансформатора (Abu-Siada and Islam, 2012). Другой пример — частичный разряд в трансформаторе. Частичный разряд — это электрический разряд, который частично перекрывает изоляцию между проводниками, вызывает локальный пробой изоляционной среды и вызывает временное перераспределение пространственных зарядов в системе изоляции (IEEE, 2013a). Частичный разряд в трансформаторе возникает, когда местная диэлектрическая среда не может противостоять местному электрическому полю.Трансформатор может иметь более высокую вероятность возникновения частичного разряда при старении трансформатора или после воздействия тяжелых условий, таких как удары молнии, переходные процессы переключения, внутренние / внешние повреждения, которые влияют на изоляцию трансформатора (Wang et al. , 2002). Такие удары могут накапливаться и в конечном итоге повлиять на нормальную работу трансформатора или даже вызвать повреждение. Поскольку трансформатор может быть либо отключен от сети и подвергнут тщательной проверке, либо проанализирован некоторыми датчиками, когда он все еще находится в эксплуатации, методы мониторинга унаследованных низкочастотных трансформаторов дополнительно разделены на два подраздела, то есть автономный мониторинг и он-лайн мониторинг.Автономный мониторинг обеспечивает тщательный осмотр контролируемого трансформатора. Двумя основными методами мониторинга являются анализ частотной характеристики (IEEE, 2013b) и анализ импеданса короткого замыкания (IEEE, 2013a). Однако, поскольку часто отключать трансформатор для мониторинга состояния непрактично, он-лайн мониторинг предоставляет многообещающие решения. Оперативный мониторинг использует ограниченную информацию о контролируемом трансформаторе, и в результате результаты менее точны, чем автономный мониторинг. Метод импеданса короткого замыкания и метод передаточной функции (аналогичный анализу частотной характеристики) — два основных оперативных метода контроля деформации обмотки. Два популярных метода для мониторинга частичного разряда — анализ растворенного газа и он-лайн тестирование частичного разряда.

Защита трансформаторов также является популярной темой как в промышленности, так и в академическом сообществе. Для низкочастотных трансформаторов установлено несколько защитных реле.Унаследованные схемы защиты включают, помимо прочего, защиту от сверхтоков, дифференциальную защиту, защиту вольт на герц, тепловую защиту и т. Д. (IEEE, 2004, 2008, 2019b). Также рассматриваются некоторые другие многообещающие схемы защиты, но необходимы дальнейшие испытания и проверки. Учитывая потребность в интеграции ВИЭ в системы распределения и постоянный прогресс в технологии силовой электроники, SST рассматриваются как многообещающие варианты взаимодействия между ВИЭ и энергосистемой.Что касается защиты SST, в этой статье эти схемы защиты делятся на две категории: (1) с помощью обычных защитных устройств (таких как предохранители / прерыватели, ограничители перенапряжения и т. Д.) И (2) с помощью силовой электроники. защитные устройства на основе. Остальная часть этой статьи организована следующим образом. Раздел «Мониторинг низкочастотных трансформаторов» знакомит с существующими подходами к мониторингу низкочастотных трансформаторов. Раздел «Защита низкочастотных трансформаторов» описывает существующие методы защиты низкочастотных трансформаторов.В разделе «Защита твердотельных трансформаторов» представлены возможные решения по защите SST, а в разделе «Резюме» содержится краткое изложение всей статьи.

Контроль низкочастотных трансформаторов

Подходы к мониторингу обычного низкочастотного силового трансформатора можно разделить на две категории: автономный мониторинг и оперативный мониторинг. Автономный мониторинг обеспечивает полную свободу при проверке состояния. Однако для этого требуется, чтобы трансформатор был полностью отключен от сети.В последние годы технология онлайн-мониторинга вызывает все большее беспокойство, поскольку нецелесообразно часто отключать трансформатор. В этом разделе рассматривается технология автономного и оперативного мониторинга обычного трансформатора.

Мониторинг в автономном режиме

Автономный мониторинг трансформатора — это отработанная технология. Двумя наиболее популярными методами являются: (1) анализ частотной характеристики (FRA) и (2) анализ импеданса короткого замыкания. В этом подразделе подробно представлена ​​настоящая технология этих двух методов.

Анализ частотной характеристики

Анализ частотной характеристики — это метод, который используется для диагностики состояния или, что более важно, изменения механического состояния трансформатора путем анализа частотной характеристики обмотки трансформатора. Измерение FRA предоставляет диагностическую информацию в форме передаточной функции, относящуюся к RLC-сети тестируемого трансформатора. Физические изменения в трансформаторе изменяют сеть RLC и, в свою очередь, могут изменить передаточную функцию.Поведение передаточной функции может выявить широкий спектр механических или электрических изменений в испытуемом трансформаторе. Передаточная функция вычисляется как частное приложенного входного сигнала X (ω) и его отклика Y (ω) в частотной области, где X (ω) и Y (ω) определяются по формуле преобразование Фурье приложенного низковольтного импульса x ( t ) и его ответного сигнала y ( t ) (Leibfried and Feser, 1999).Поэтому некоторые исследователи также называют его импульсным тестом низкого напряжения (LVI) (Vaessen and Hanique, 1992; Wang et al., 1999). Тип испытания FRA включает испытание на обрыв цепи, испытание на короткое замыкание, испытание емкостного межобмоточного соединения, индуктивное испытание между обмотками и т. Д. Первоначальные измерения FRA считаются измерениями «отпечатков пальцев». Базовые измерения на заводе, более ранние даты на подстанции или перед тестом на короткое замыкание можно рассматривать как измерения «отпечатков пальцев» (Leibfried and Feser, 1996; Secue and Mombello, 2008; IEEE, 2013b).

Было приложено много усилий для улучшения оценки результатов FRA и изучения влияния различных измененных компонентов на результаты FRA. Например, трансформатор с изогнутой обмоткой высокого напряжения используется в качестве примера для проверки эффективности FRA в Bagheri et al. (2012b). В Hashemnia et al. (2015a, b) авторы моделируют влияние осевого смещения трансформатора и радиальной деформации обмотки на эквивалентную электрическую схему трансформатора и диагностируют такое воздействие с помощью FRA.Авторы Rahimpour et al. (2003) подробно смоделировали осевое смещение и радиальную деформацию обмоток, используя математические описания в частотной области. Экспериментальные измерения показывают хорошее согласие с результатами расчетов. Авторы в Abeywickrama et al. (2006) далее построили модель, основанную на подходе с сосредоточенными параметрами цепи, с целью учета частотно-зависимых параметров обмоток, сердечника и изоляции. В работе Christian and Feser (2004) авторы обсуждают практическую применимость трех типов сравнения, основанных на измеренных передаточных функциях (тест FRA): сравнение на основе времени, на основе построения и сравнение на основе типа. В методе, основанном на времени, для сравнения используются результаты прошлых испытаний. Поскольку измерения отпечатков пальцев с прежних времен иногда недоступны, метод на основе конструкции и метод на основе типа — две альтернативы. Метод, основанный на конструкции, сравнивает передаточные функции от разных фаз или разных ветвей одного и того же трансформатора. Однако на его результаты влияет тип конструкции и тип соединения обмоток этого трансформатора. Метод на основе типов просто сравнивает результаты FRA двух идентично сконструированных преобразователей, т.е.е., характеристики обоих трансформаторов должны быть одинаковыми. Хотя метод, основанный на построении, имеет некоторые ограничения, каждый тип этих методов сравнения подходит для оценки передаточной функции. Среди этих методов сравнения наиболее часто используемым и наиболее точным является сравнение по времени.

Для оценки результатов FRA предлагаются некоторые показатели производительности. Согласно обзору литературы, при оценке в основном используются три показателя эффективности: коэффициент корреляции, стандартное отклонение и относительный коэффициент (Wimmer et al. , 2007; Kraetge et al., 2008; Nirgude et al., 2008; Багери и др., 2013). Коэффициент корреляции ( CC ) определяется как:

CC (X, Y) = ∑i = 1NXiYi∑i = 1N (Xi2) ∑i = 1N (Yi2) (1)

, где X i и Y i — это i -й элемент отпечатка пальца и измеренных следов FRA, соответственно, а N — количество элементов (или выборок). CC — это число, абсолютное значение которого находится в диапазоне от 0 до 1.| CC | <0,9998 указывает на деформацию обмотки.

Стандартное отклонение ( SD ) определяется как:

SD (X, Y) = ∑i = 1N (Yi-Xi) 2N-1 (2)

, где X i и Y i и N совпадают с значениями, определенными в коэффициенте корреляции, SD > 1 указывает на деформацию намотки. Критерии CC и SD приняты в диапазоне частот 20–2 МГц.

Относительный коэффициент ( R XY ) определяется как:

RXY = {10, 1-PXY <10-10-log10⁡ (1-PXY), в противном случае (3)

, где P XY задается по:

PXY = 1N∑i = 1N (Xi-1N∑i = 1NXi) 2 (Yi-1N∑i = 1NYi) 2DXDY (4)

И D x и D Y задаются по формуле:

DX = 1N∑i = 1N (Xi-1N∑i = 1NXi) 2 и (5)

DY = 1N∑i = 1N (Yi-1N∑i = 1NYi) 2 (6)

D X и D Y — это стандартные отклонения отпечатка пальца ( X i ) и измеренных данных ( Y i ). Уровни деформации и соответствующие значения R XY на низких, средних и высоких частотах показаны в таблице 1 (Wimmer et al., 2007; Kraetge et al., 2008; Bagheri et al., 2013). .

Анализ импеданса короткого замыкания

Полное сопротивление короткого замыкания (% Z) силовых трансформаторов иногда измеряется на месте, и его можно сравнить со значениями, указанными на паспортной табличке или значениями заводских испытаний. Он используется для обнаружения движения обмотки, которое могло произойти с момента проведения заводских испытаний.Движение обмотки обычно происходит из-за сильного тока короткого замыкания или механического повреждения во время транспортировки или установки. Измерения обычно выполняются на одной фазе за раз. Изменения более чем на ± 3% импеданса короткого замыкания следует считать значительными (Bagheri et al., 2012a, 2013; IEEE, 2013a).

Удобным методом измерения полного сопротивления короткого замыкания трансформатора является метод вольтметра-амперметра. Этот метод применим для тестирования однофазных или трехфазных трансформаторов.Источник питания используется для пропускания тока через импеданс. Ток и напряжение на импедансе измеряются одновременно. Тогда импеданс определяется отношением измеренного напряжения и тока (IEEE, 2013a).

На рисунке 1 показан типовой сердечник трансформатора с концентрической обмоткой. Обмотка низкого напряжения (вторичная обмотка) расположена рядом с сердечником, в то время как она окружена обмоткой высокого напряжения (первичная обмотка). Первичная обмотка окрашена в голубой цвет, а вторичная обмотка — в красный.Некоторые параметры этих обмоток также показаны на рисунке 1, и они описаны ниже. Физически импеданс короткого замыкания определяется как (Bagheri et al., 2012a, b, 2013):

Рисунок 1. Типовой сердечник трансформатора и его обмотки.

Zs = Rs2 + Xs2 (7)

Rs = PsS × 100 (8)

Xs = 0,2976Scxdx2 (V / N) 2hNclKR (f60) (9)

где d x = d c + ( w p -w s ) / 3, c x = d ps + ( w p + w s ) / 3, w p и w s — ширина первичной и вторичной обмоток (на рисунке не показаны) соответственно, P s — потери при коротком замыкании (кВт), S — полная мощность (кВА), N cl — количество ветвей сердечника трансформатора, окруженных первичной и вторичной обмотками, K R — это коэффициент Роговского, и в большинстве случаев ему обычно присваивается 1 (Doebbelin and Lindemann, 2010). с подробным кал расчет в Jabloński и Napieralska-Juszczak (2007), f — базовая частота, h = ( h p + h s ) / 2, где h p и h s — высота первичной и вторичной обмоток соответственно, V / N обозначает напряжение на виток обмотки.Очевидно, импеданс короткого замыкания Z s является функцией относительно таких геометрических факторов, как d c , w p , w s , и т. д. Поскольку деформация обмотки приводит к изменениям этих факторов, отклонение между значением Z s от результатов испытания импеданса короткого замыкания и отпечатками пальцев может выявить состояние исправности обмотки трансформатора.

Онлайн-мониторинг

Поскольку нецелесообразно часто отключать трансформаторы и выполнять мониторинг состояния в автономном режиме, методы мониторинга в режиме онлайн предоставляют многообещающие решения для мониторинга низкочастотных силовых трансформаторов. В этом подразделе рассматриваются методы оперативного мониторинга силовых трансформаторов низкой частоты.

Анализ импеданса короткого замыкания

В оперативном методе импеданса короткого замыкания используются измерения напряжения и тока на клеммах трансформатора для вычисления его полного сопротивления короткого замыкания.Мониторинг индуктивности рассеяния трансформатора с помощью измерений в два разных момента времени исследуется Peng et al. (2006) и Hao et al. (2010). Hu et al. (2011) дополнительно усовершенствовали метод расчета импеданса (сопротивления и реактивного сопротивления) короткого замыкания трансформатора. В Abu-Siada and Islam (2012) авторы строят диаграмму годографа ΔV-I, чтобы обеспечить текущее состояние трансформатора, используя мгновенные измерения напряжения с двух выводов трансформатора и измерения тока с первичной стороны трансформатора.Masoum et al. (2014) дополнительно исследуют этот метод, рассматривая гармоники, типы внутренних неисправностей, уровни неисправностей и т. Д., И проверяют этот метод путем моделирования и экспериментальных исследований. В Hong et al. (2017) авторы собирают последовательные образцы мгновенного измерения напряжения и тока с клемм трансформатора и вычисляют сопротивление его обмотки и реактивное сопротивление утечки.

Краткое введение в традиционный метод измерения импеданса короткого замыкания на основе векторов показано ниже.В оперативном методе импеданса короткого замыкания используются измерения в два разных момента времени для вычисления импеданса короткого замыкания трансформатора. Выражение для двухпортовой сети как модели трансформатора можно описать следующим образом (Bagheri et al., 2012a):

(V1V2) = (Z11Z12Z21Z22) (I1I2) (10)

, где В 1 , В 2 — напряжения на двух портах, I 1 и I 2 — токи на двух портах.Если присвоить В 2 = 0, полное сопротивление короткого замыкания Z sc выражается как:

Zsc = Z11-Z12Z21Z22 (11)

Z 11 , Z 12 , Z 21 , Z 22 можно вычислить, используя измерения в два разных времени, то есть:

{V1, t1 = Z11I1, t1 + Z12I2, t1V2, t1 = Z21I1, t1 + Z22I2, t1 (12)

{V1, t2 = Z11I1, t2 + Z12I2, t2V2, t2 = Z21I1, t2 + Z22I2, t2 (13)

, где t 1 и t 2 обозначают два разных времени. Z 11 , Z 12 , Z 21 , Z 22 вычисляются из уравнений (12) и (13), а затем Z sc вычислено.

Метод передаточной функции

Как показано на рисунке 2, поскольку большинство трансформаторов имеют емкостные вводы, отвод трансформаторного ввода (сторона высокого напряжения) подходит для подачи сигнала низкого напряжения в качестве входной точки во время измерения передаточной функции в режиме онлайн (Setayeshmehr et al., 2006, 2009; Багери и др., 2012а; Hashemnia et al., 2016). На рисунке 2 изображен типичный трансформатор с отводом. Емкость между отводом изолятора и шпилькой отвода напряжения составляет C 1 , а емкость между отводом изолятора и заземленным фланцем — C 2 . Этот ответвитель ввода обеспечивает пониженное напряжение на клеммах из-за емкостного делителя ввода (отношение C 1 к C 2 обычно составляет от 1/10 до 1/30). Поскольку значение емкости ввода остается относительно постоянным в широком диапазоне частот, фактическая сигнатура трансформатора не будет искажена или замаскирована из-за собственной частотной характеристики ввода (De Rybel et al., 2009).

Рисунок 2. Трансформатор с отводом.

Метод он-лайн передаточной функции работает следующим образом. Во время тестирования закорачивающая заглушка заменяется индуктором, чтобы сформировать фильтр нижних частот, как показано на рисунке 2. Тестовые сигналы в диапазоне от 200 кГц до 2,5 МГц вводятся в ответвитель (De Rybel et al., 2009). Для трансформатора со звездообразным соединением функция передачи в реальном времени измеряется путем подачи сигнала в отвод фазного ввода, а отклик записывается через отвод нейтрального изолятора.Для трансформатора с подключением по схеме треугольник отклик измеряется между двумя фазами (Bagheri et al., 2012a).

Анализ растворенного газа

Анализ растворенного газа (DGA) — это метод выявления аномальных условий, таких как частичный разряд, перегрев, искрение в масляном трансформаторе, поскольку небольшое количество изоляционного масла в этих ненормальных условиях будет разлагаться и генерировать различные типы газ и другие химические соединения (Wang et al., 2002). Эти продукты разложения, большинство из которых являются газами, полностью или частично растворяются в масле, что может быть обнаружено с помощью DGA (Duval, 1989).Образующиеся газы можно разделить на три группы: (1) водород и углеводороды, включая водород (H 2 ), метан (CH 4 ), этилен (C 2 H 4 ), этан (C 2 H 6 ), ацетилен (C 2 H 2 ) и т. Д., (2) оксиды углерода, включая монооксид углерода (CO) и диоксид углерода (CO 2 ), и (3) исправные газы, в том числе кислород (O 2 ), азот (N 2 ) и др. (Hooshmand et al., 2012).Различные комбинации, соотношения, концентрации указывают на разные типы аномальных состояний (Singh and Bandyopadhyay, 2010). Общие схемы DGA включают метод ключевого газа, метод отношения Дорненбурга, метод отношения Роджерса, метод номограммы, метод отношения IEC, метод треугольника Дюваля и метод CIGRE (Duval, 2003; IEEE, 2009; Sun et al., 2012).

Обычные методы DGA просты по логике. Однако разные методы могут получить разные или противоречивые интерпретации. В результате были предприняты некоторые усилия по оптимизации диагностических методов.Ли и др. (2011) используют многоступенчатую логику для DGA. Результаты показывают превосходные характеристики по сравнению с методом треугольника Дюваля. Якоб и др. (2012) предложили метод DGA, взвешенный по энергии, для оценки серьезности неисправностей трансформатора путем присвоения разного веса концентрациям различных газов. Кроме того, были проведены некоторые исследования с применением нечеткой логики и искусственного интеллекта для повышения точности интерпретации DGA. Например, Qian et al. (2009) предлагают подход к синтетической диагностике, включающий нейронную сеть и нечеткую теорию для анализа данных DGA.Ghoneim et al. (2016) применяют искусственные нейронные сети (ИНС) в DGA для улучшения диагностики неисправностей. Хан и др. (2015) сравнивают производительность между DGA на основе нечеткой логики и адаптивной нейро-нечеткой системой вывода (гибридное правило обучения, полученное из ИНС и нечеткой логики), и лучшие результаты получаются при использовании последнего метода. Wani et al. (2017) объединяют метод треугольника Дюваля и метод соотношения МЭК вместе и применяют нечеткую логику с концепцией взвешивания энергии для оценки типа и серьезности неисправности.Wani et al. (2019) дополнительно интегрируют метод отношения Роджерса и предлагают матрицу интерпретации разломов, которая решает проблему противоречивых решений, принимаемых разными методами.

Тестирование частичного разряда в режиме онлайн

При частичном разряде генерируются импульсы тока малой амплитуды (в миллиамперном диапазоне) и короткой длительности (в микросекундном диапазоне или даже ниже) (IEEE, 2013a). На основе этих двух характеристик разработаны два широко используемых метода обнаружения частичного разряда: (1) обнаружение акустических сигналов и (2) измерение электрических величин, генерируемых частичным разрядом (Wang et al., 2002). Для первого метода на баке трансформатора необходимо установить несколько (три или более) пьезоэлектрических ультразвуковых датчиков, чтобы улавливать импульсы, генерируемые частичным разрядом. Регистрируя время прихода импульса от каждого датчика и разницу во времени прихода импульса между каждым датчиком, можно обнаружить частичный разряд и определить его местоположение (Judd et al., 2005; Ramírez-Niño and Pascacio, 2009). ; IEEE, 2019a). Sinaga et al. (2012) описывают и сравнивают три способа определения разницы во времени прихода импульсов от разных датчиков.В частности, разница во времени прихода импульсов может быть определена (1) разницей во времени первого пика от разных датчиков, (2) анализом взаимной корреляции между сигналами от разных датчиков и (3) изучением совокупной энергии сигналы. Результаты показывают, что самая высокая точность достигается при первом способе определения времени прихода сигнала.

Второй метод заключается в измерении электрических величин, генерируемых частичным разрядом, с помощью детектора частичного разряда.Основная идея состоит в том, чтобы обнаруживать высокочастотные помехи с низкой амплитудой на форме волны приложенного напряжения и тока путем измерения приложенной формы волны (Wang et al., 2002). Сигналы частичных электрических разрядов обычно измеряются от отвода проходного изолятора. Согласно IEEE (2010), требуются три основных компонента схемы: (1) блок связи, который улавливает сигналы частичного разряда с выводов контролируемого трансформатора, (2) измерительный прибор, который обрабатывает захваченные сигналы частичного разряда и оценивает кажущийся уровень заряда и (3) соответствующие провода высокого и низкого напряжения и измерительные кабели.Пример схемы измерения частичных разрядов изображен на рисунке 3, где показаны блок связи (измерение импеданса), измерительный прибор и измерительные кабели. Блок связи, обычно содержащий измерительный импеданс и разделительный конденсатор, служит фильтром верхних частот, который отфильтровывает низкочастотные тестовые сигналы и передает высокочастотные сигналы частичных разрядов на прибор для измерения частичных разрядов через кабель (IEEE , 2013а). Обратите внимание, что если измерительная цепь подключена к емкостному вводу, как показано на рисунке 3, емкость C 1 (показанная на рисунке 3) может заменить конденсатор связи в блоке связи (т.е.е., в блоке связи не требуется конденсатор связи).

Рисунок 3. Пример схемы измерения частичных разрядов.

Другие методы
Метод вибрации

Мониторинг вибрации представлен как метод онлайн-мониторинга García et al. (2005c). Исследования показывают, что вибрация бака трансформатора зависит от квадрата напряжения и квадрата тока. Основная гармоника вибрации составляет 100 Гц, а если базовая частота равна 50 Гц, кратны ей (García et al., 2005а, б). Пример в García et al. (2005b) тестирует метод вибрации на исправном трансформаторе и трансформаторе с деформированной обмоткой, и между этими двумя трансформаторами фиксируются заметные различия гармоник. Поэтому метод вибрации считается одним из методов оперативного контроля, особенно для контроля деформации обмотки трансформатора. Однако, поскольку метод вибрации основан на математической модели, учитывающей критические параметры трансформатора, на характеристики метода вибрации также могут влиять некоторые другие внешние факторы.Кроме того, поскольку любая часть / аксессуар трансформатора может вносить вклад в гармоники вибрации, а на вибрационное испытание также может влиять динамика трансформатора от сети, интерпретация результатов вибрационного испытания затруднена (Bagheri et al. , 2012а).

Метод текущего коэффициента деформации

Этот метод накладывает синусоидальное напряжение высокой частоты на напряжение промышленной частоты на контролируемой обмотке. В отличие от метода передаточной функции, высокочастотные составляющие токов на конце линии и нейтрали контролируемой обмотки измеряются с помощью изолированных прецизионных датчиков тока и техники цифровой фильтрации.Обратите внимание, что, поскольку наложенное высокочастотное напряжение поддерживается постоянным, измерения по отпечатку пальца сначала производятся, когда обмотка исправна. Коэффициент отклонения тока ( CDC ), полученный на основе измерений, используется как эффективный индикатор деформации. CDC рассчитывается следующим образом:

CDC = log10⁡ (I1H-I1H′I2H-I2H ′) (14)

, где I 1H и I 2H — это значения отпечатков пальцев измеренных оконечных токов (линейный и нейтральный) на выбранной высокой частоте, а I1H ‘и I2H’ — терминальный ток значения после деформации (Joshi, Kulkarni, 2010).

Метод связи

Метод связи (Akhavanhejazi et al., 2011) применяется для обнаружения осевого смещения обмотки трансформатора на основе параметров рассеяния. Антенна, размещенная внутри или снаружи резервуара, работает как в режиме передачи, так и в режиме приема. Отраженная волна изнутри трансформатора принимается антенной, и параметр рассеяния вычисляется как: S = Prec / Pin, где P rec — мощность приема антенны, а P в — мощность передачи.Затем измеренный параметр рассеяния сравнивается с отпечатком пальца (эталонный параметр рассеяния) для обнаружения осевого смещения обмотки.

Защита трансформаторов низкой частоты

Преобладающие схемы защиты, применяемые в промышленности для защиты низкочастотных трансформаторов, включают, помимо прочего, защиту от сверхтоков, дифференциальную защиту, защиту вольт на герц, тепловую защиту и т. Д. Эти схемы защиты требуют большого количества настроек и им нужно согласовывать друг с другом.Все эти схемы защиты составляют полную схему защиты трансформатора. В этом разделе сначала представлены эти преобладающие в отрасли схемы защиты, а затем следуют некоторые другие перспективные схемы защиты, находящиеся в стадии разработки.

Защита от перегрузки по току

Защита трансформатора от сверхтока использует предохранители, реле максимального тока или направленные реле максимального тока для реализации своей схемы защиты. Конкретная схема защиты от сверхтоков зависит от устройств прерывания (т.(например, автоматические выключатели, предохранители и т. д.), что позволяет отключать защищаемый трансформатор от сети. Время отклика реле максимального тока выражается аналитическими уравнениями (IEEE, 2019b):

t (I) = AMp-1 + B (15)

, где M — кратное значение тока срабатывания (I вход / I срабатывание , I pichup — уставка тока реле), A , B , p — константы, выбранные для обеспечения выбранных характеристик кривой аналитического уравнения.Защита от сверхтока — это простая схема защиты. Однако он способен обнаруживать только некоторые существенные неисправности, вызывающие высокие токи. В результате он не может обнаруживать неисправности, вызывающие относительно небольшие изменения токов, такие как межвитковые замыкания. Кроме того, он может неправильно работать во время подачи питания на трансформатор, поскольку в этом состоянии возникают пусковые токи большой величины.

Дифференциальная защита

Дифференциальная защита — это наиболее широко применяемая схема защиты низкочастотных трансформаторов, которая способна обнаруживать внутренние неисправности, такие как короткое замыкание между обмотками.Типичная дифференциальная защита для однофазного трансформатора показана на рисунке 4, где два трансформатора тока (ТТ) установлены на двух выводах защищаемого трансформатора. Дифференциальное реле обрабатывает данные от трансформаторов тока и выполняет логику защиты. Принимая во внимание коэффициент поворота трансформатора, равный Н, 1 : Н 2 , отношения двух трансформаторов тока должны быть 1: Н 1 и 1: Н 2 , а токи от двух клеммы как I 1 и I 2 .Основная идея дифференциальной защиты заключается в применении закона Кирхгофа и вычислении суммы токов ( N 1 I 1 N 2 I 2 ), протекающих в трансформатор с двух клемм. Поскольку соотношение между токами от двух клемм приблизительно равно коэффициенту трансформации трансформатора, сумма токов имеет очень низкое значение во время нормальной работы, тогда как оно будет высоким при возникновении внутренней неисправности.Это используется как индикатор внутренней неисправности трансформатора. Однако из-за переменных ответвлений в трансформаторе и приборных ошибок сумма токов в практических случаях не строго равна нулю. Для решения этой проблемы разработаны процентные дифференциальные реле. Реле этого типа добавляют ограничивающую величину I R , а логика отключения изменяется как (IEEE, 2008):

Рисунок 4. Типичная дифференциальная релейная защита для однофазного трансформатора.

Io> ИК (16)

, где I o = N 1 I 1 -N 2 I 2 . Для представления I R используются разные альтернативы, одна из них: I R = k | N 1 I 1 + N 2 I 2 |, где k — постоянная.

Дополнительные ограничения, такие как ограничение гармоник, добавляются к дифференциальной защите, чтобы избежать нежелательного отключения из-за пусковых токов, когда трансформатор находится под напряжением. Типичная логика отключения (IEEE, 2008):

| Io |> s | IR | + k2 | Ih3 | + k3 | Ih4 | + ⋯ (17)

, где I h 2 , I h 3 ,… — вторая, третья и высшие гармонические составляющие рабочего тока, k 2 , k 3 ,… — константы пропорциональности, s — наклон дифференциальной характеристики в процентах.Метод ограничения второй гармоники, который проверяет, превышает ли соотношение между составляющей второй гармоники и рабочим током заданное значение, является наиболее распространенным (Hamilton, 2013), и он разработан на основе исследований, показывающих второй -гармоническая составляющая в пусковом токе намного выше, чем при токе короткого замыкания (Fan et al., 2015). Дифференциальная защита обратной последовательности — это еще один вид дифференциальной защиты, которая защищает от межвитковых замыканий (Kasztenny et al., 2015), поскольку обычная дифференциальная защита не может обнаруживать такие повреждения.

Вольт на Герц Защита

Низкочастотные трансформаторы предназначены для работы вблизи точки насыщения сердечника при нормальной работе. Поскольку магнитный поток пропорционален напряжению и обратно пропорционален частоте (Guzman et al., 2001), любые ситуации, влияющие на напряжение и частоту трансформатора, такие как увеличение напряжения, уменьшение частоты, увеличение отношения напряжения к частоте, приводят к насыщаемому сердечнику, который генерирует чрезмерное тепло и приводит к повышению температуры трансформатора и, в конечном итоге, к отказу трансформатора.Перевозбуждение, основная ситуация для этой схемы защиты, может повредить трансформатор без какого-либо вмешательства. В частности, перевозбуждение приводит к чрезмерному потоку сердечника из-за насыщаемого сердечника, что приводит к горению железа. Кроме того, когда нормальный путь магнитного железа насыщается, поток начинает течь через пути утечки, которые не предназначены для его переноса, и вызывает повреждение (Mozina, 2011). Типичное реле вольт на герц имеет обратную характеристику, аналогичную характеристической кривой реле максимального тока (IEEE, 2004).Поскольку эта схема защиты предназначена в основном для ситуаций перевозбуждения, она ограничена в условиях недовозбуждения. Видимо, для согласования этой схемы защиты требуются дополнительные схемы защиты.

Тепловая защита

Трансформаторы могут перегреваться из-за высоких температур окружающей среды, неисправности системы охлаждения, несвоевременного устранения внешней неисправности, перегрузки, аномальных состояний системы, таких как низкая частота, высокое напряжение, несинусоидальный ток нагрузки, дисбаланс векторных напряжений и т. Д.(IEEE, 2008). Перегрев снижает срок службы изоляции трансформатора, а также может выделять пузырьки газа, которые снижают электрическую прочность масла. В настоящее время доступно несколько методов контроля трансформаторов для защиты от тепловой перегрузки и отказа. Некоторые часто используемые устройства: масляные и встроенные датчики температуры, датчики перегрева жидкости, датчики перегрева обмоток, реле накопления газа и т. Д. (Swift et al., 2001). Тепловая защита также проста, но она может сработать слишком поздно, поскольку требует возникновения условия перегрева.

Защита с помощью средств связи

Благодаря усовершенствованным протоколам связи (IEC 61850) и системам сбора данных с высокой частотой дискретизации, таким как объединяющие блоки, также развивается защита трансформатора с помощью связи. Объединяющие устройства собирают данные от CT / PT (трансформатора напряжения) и передают данные о дискретных значениях с высокой частотой дискретизации, синхронизированные с GPS, через сеть Ethernet через IEC 61850-9-2 (Aftab et al., 2020). Внедрение таких систем сбора данных отделяет часть обработки данных от традиционных реле, и в результате предоставляется больше свободы для анализа собранных данных.Ingram et al. (2013) испытать и подтвердить дифференциальную защиту трансформатора с объединяющими устройствами и протоколом IEC 61850. Gaouda et al. (2016) тестируют объединяющие устройства, обменивающиеся данными с системой SCADA по каналам Ethernet и WiFi-5 ГГц. Кроме того, авторы в этой статье также демонстрируют, что объединяющиеся блоки также могут работать автономно и сообщать об ограниченных функциях ситуационной осведомленности с данными с высокой частотой дискретизации. Другие методы связи, которые помогают контролировать и защищать трансформаторы, также представлены в литературе.Например, авторы Duong et al. (2019) представляют систему управления данными счетчиков, которая собирает рабочие параметры распределительных трансформаторов от IED через модем 3G.

Другие схемы защиты

Защита на основе вейвлетов

Схема дифференциальной защиты на основе вейвлетов — один из перспективных вариантов защиты силовых трансформаторов. Вейвлет-разложение разбивает энергию сигналов как на время, так и на частоту, что позволяет получить более полное и эффективное описание каждого сигнала.Выбирая хороший материнский вейвлет, этот метод подчеркивает разницу между токами короткого замыкания и пусковыми токами, поскольку их распределение энергии по времени и частоте отличается (Gomez-Morante and Nicoletti, 1999). Салех и Рахман (2005) предлагают преобразование вейвлет-пакета с двухуровневым разрешением, которое извлекает определенные особенности дифференциальных токов, чтобы различать броски тока намагничивания и различные токи внутреннего замыкания. Медейрос и Коста (2017) дополнительно добавляют модули обнаружения внешних повреждений и насыщения ТТ в свои схемы защиты на основе вейвлетов, чтобы блокировать отключение во время внешних повреждений, но отключать защищаемый трансформатор во время внутренних или межстрановых замыканий (внешнее замыкание, близкое к защищаемому. трансформатор, после которого произошла внутренняя неисправность).Однако производительность методов на основе вейвлетов зависит от выбора исходных вейвлетов, и в целом эти методы требуют гораздо большего развития, чтобы понять их эффективность в защите трансформаторов.

Защита на основе динамической оценки состояния
Защита на основе оценки динамического состояния

использует все доступные измерения и учитывает полную динамику трансформатора, проверяя, согласуются ли эти избыточные измерения с динамической моделью защищаемого трансформатора.Датчики измерения с высокой частотой дискретизации (например, объединяющий блок и т. Д.) Используются для регистрации полной динамики в защищаемом трансформаторе в этой схеме защиты. Fan et al. (2015) и Meliopoulos et al. (2016) применяют метод динамической оценки состояния (Liu et al., 2020) для защиты трансформатора и сравнивают эффективность этого метода с другими традиционными схемами защиты. Их результаты показывают, что этот метод может предотвратить неправильные операции, вызванные гармониками и пусковыми токами, когда трансформатор находится под напряжением.В Vasios et al. (2019) трансформатор с насыщаемым сердечником дополнительно исследуется, чтобы продемонстрировать эффективность предложенной схемы защиты на основе динамической оценки состояния. Результаты Vasios et al. (2019) указывают, что предлагаемая схема защиты способна игнорировать внешние сбои и выявлять внутренние сбои. Кроме того, в этой статье также тестируется межстрановой отказ, и защита на основе динамической оценки состояния не срабатывает при внешнем отказе, сохраняя при этом свою способность обнаруживать любые внутренние отказы, которые могут произойти.Xie et al. (2019) исследует применение оценки динамического состояния для защиты блока, то есть зоны защиты, содержащей несколько устройств. В качестве примера демонстрируется трансформаторно-кабельный блок. Алгоритм защиты, описанный в этой статье, может не только обнаруживать внутренние неисправности и игнорировать внешние неисправности, но также определять неисправный компонент в защищаемом блоке. Однако для этого типа метода требуется высокоточная модель защищаемого трансформатора. Для подтверждения его эффективности необходимы дополнительные экспериментальные испытания.

Защита на основе искусственного интеллекта

Методы, основанные на искусственном интеллекте, такие как ИНС, также используются для защиты трансформаторов. ИНС — это математическая модель, основанная на архитектуре и функциональности биологических нейронных сетей. Элементом, составляющим ИНС, является нейрон. ИНС формируется путем организации ряда нейронов в несколько слоев. Например, адаптивное дифференциальное реле на основе ИНС предлагается в Ahmad et al. (2019). ИНС обучена адаптировать ситуацию включения, чтобы предлагаемое реле не сработало во время подачи питания.Афрасиаби и др. (2019) интегрировали ускоренную сверточную нейронную сеть в дифференциальную защиту трансформатора, которая отличает внутренние неисправности от состояния под напряжением. Багери и др. (2017) используют технику вейвлет-преобразования для извлечения признаков из данных дифференциального тока, а затем обучают классификаторы дерева решений и ИНС с помощью этих извлеченных данных признаков. Предлагаемый алгоритм направлен на классификацию механических дефектов обмоток, электрических неисправностей и пусковых токов с хорошей точностью.Однако методы, основанные на искусственном интеллекте, обычно требуют большого набора данных для обучения. И такой набор данных может не охватывать все случаи защиты трансформаторов. Как правило, необходимы дополнительные экспериментальные или полевые испытания, чтобы доказать эффективность этого типа метода.

Защита твердотельных трансформаторов

Концепция SST обсуждалась с 1970-х годов (Brooks, 1980). Наряду с потребностью интеграции возобновляемых источников энергии в системы распределения и постоянным развитием технологий силовой электроники, SST рассматриваются как многообещающие варианты взаимодействия между различными уровнями напряжения, обычно между уровнями среднего и низкого напряжения в энергосистемах.Как показано на рисунке 5, SST состоит из преобразователя переменного тока в постоянный, преобразователя постоянного в переменный и двойного активного моста постоянного тока, содержащего высокочастотный трансформатор. SST преобразует напряжения между низкочастотными интерфейсами через этот высокочастотный трансформатор, и в результате его объем и вес значительно уменьшаются (She et al., 2013; Huang, 2016). Поскольку энергосистемы постоянно подвержены возмущениям, необходимо изучить методы защиты SST. В этом разделе рассматриваются традиционные технологии и технологии на основе силовой электроники для защиты SST.

Рисунок 5. Топология твердотельного трансформатора.

С помощью обычных защитных устройств

В этом подразделе представлена ​​защита SST с использованием обычных защитных устройств, таких как прерыватели, предохранители, металлооксидные ограничители перенапряжения и т. Д.

Защита от перегрузки по току

Для SST типичные максимально допустимые коэффициенты перегрузки по току находятся в диапазоне 1,5 × в течение нескольких минут и 4 × в течение нескольких миллисекунд. Из-за таких характеристик комбинации предохранители / выключатели используются с обеих сторон SST для прерывания фазных токов (Madhusoodhanan et al., 2013; Guillod et al., 2016). Поскольку SST имеет ограниченную способность к перегрузке по току (Carr et al., 2013; Madhusoodhanan et al., 2013), требуются выключатели на стороне среднего напряжения (первичная сторона) для отключения SST после короткого замыкания на стороне среднего напряжения или внутреннего отказа. Предохранители выступают в качестве последней резервной копии защиты (Guillod et al., 2016). Одним из очевидных недостатков защиты плавкими предохранителями является то, что это одноразовая защита от сверхтока. В Karady and Liu (2010) авторы утверждают, что внутренние датчики в SST могут отключать преобразователь, удаляя сигналы затвора в случае внутренней неисправности (перегрузки по току).Типичный порог защиты от сверхтока в 1,8–2 раза превышает номинальный ток.

Защита от перенапряжения

Для защиты от перенапряжения могут быть установлены металлооксидные разрядники для защиты от перенапряжения как на стороне среднего, так и на стороне низкого напряжения. Металлооксидные ограничители перенапряжения способны отводить большие перенапряжения в линии на землю по низкоомному пути (Madhusoodhanan et al., 2013). Поскольку SST имеет ограниченную способность к перенапряжению (Carr et al., 2013), разрядники для защиты от перенапряжений также рекомендуется размещать между фазами, чтобы добиться лучшего зажима (Guillod et al., 2016). Обратите внимание, что металлооксидные ограничители перенапряжения представляют собой традиционные методы ограничения перенапряжения, другие передовые устройства для защиты от перенапряжения представлены в разделе «С помощью современных защитных устройств». Кроме того, в некоторой литературе также описывается защита от перенапряжения для напряжения на шине постоянного тока каждого модуля в модульной SST. Защита от перенапряжения может отключать отдельные модули и отправлять сигналы о неисправности в цифровой сигнальный процессор для отключения на уровне системы (Lai et al., 2017). Anurag et al. (2018) представили плату защиты и генерации мертвого времени для защиты от перенапряжения или перегрузки по току. Эта схема защиты снижает сигналы ШИМ, как только обнаруживается неисправность. Очевидно, что защиту от перенапряжения следует согласовывать с другими схемами защиты для защиты SST.

Защита от пониженного напряжения

Проект схемы защиты от пониженного напряжения может быть интегрирован в SST. В Karady and Liu (2010) и Tatcho et al. (2012), схема защиты от пониженного напряжения выполняется путем блокировки IGBT в выпрямителе SST, так что SST отключается от сети, когда его первичное напряжение падает ниже порогового значения (например,г, 0,8 о.е.). Защита от пониженного напряжения SST срабатывает, когда в линии возникает неисправность, приводящая к падению напряжения. Он также может служить резервной защитой от внутренней неисправности SST. Подобно защите от перенапряжения, эта схема защиты должна быть согласована с другими схемами защиты для защиты SST.

С помощью устройств защиты на базе силовой электроники

В этом подразделе представлена ​​защита SST с использованием защитных устройств на основе силовой электроники, таких как твердотельный прерыватель, твердотельный ограничитель тока и т. Д.(Guillod et al., 2016).

Твердотельный выключатель

Полупроводниковый выключатель, то есть выключатель на основе силовой электроники, является одним из вариантов, который немедленно отключает SST от сети среднего напряжения во время серьезных помех, таких как короткое замыкание. В частности, быстродействующий полупроводниковый переключатель переменного тока, содержащий переключатели IGBT и диоды, устанавливается между предохранителем и выпрямителем переменного тока в постоянный (Meyer et al., 2004; Vodyakho et al., 2011; Madhusoodhanan et al., 2013). Во время нормальной работы сигналы затвора к IGBT имеют высокий уровень, а выключатель «замкнут».Когда происходит повреждение, с помощью датчиков тока, установленных в выключателе, определяется высокий ток повреждения, и сигналы затвора на IGBT переводятся в низкий уровень, чтобы разорвать всю цепь (т. Е. Выключатель находится в «разомкнутом»).

Быстродействующие полупроводниковые переключатели также размещаются на положительных и отрицательных клеммах шины постоянного тока с целью защиты преобразователя в случае неисправностей, возникающих на стороне постоянного тока преобразователя переменного тока в постоянный. Эти переключатели размыкают и защищают IGBT и диоды преобразователя от токов короткого замыкания в случае повреждения шины постоянного тока (Madhusoodhanan et al., 2013; Wang et al., 2019). Таким образом, твердотельные выключатели работают как выключатели с более быстрым срабатыванием схемы защиты. Однако у твердотельных прерывателей есть свои недостатки. Например, твердотельные прерыватели имеют более высокие потери энергии и более высокую стоимость. Кроме того, конструкция схемы защиты, включающей твердотельные прерыватели, более сложна.

Твердотельный ограничитель тока

Задача полупроводникового ограничителя тока — снизить ток короткого замыкания за счет увеличения импеданса короткого замыкания во время короткого замыкания.Твердотельный ограничитель тока может быть установлен на уровне среднего напряжения сети и может рассматриваться как электронный переключатель с варистором. При нормальной работе потеря токов, протекающих через переключатель, незначительна. При возникновении неисправности ограничитель тока блокирует переключатель, и токи повреждения проходят через высокий импеданс (варистор). Токи короткого замыкания намного ниже, чем ток короткого замыкания с ограничителем тока (Abramovitz and Smedley, 2012). Некоторые другие ограничители тока подключаются параллельно твердотельному автоматическому выключателю.Например, в Meyer et al. (2004) ограничитель тока состоит из простой индуктивности, емкости или параллельной LC-цепи. При обнаружении короткого замыкания полупроводниковый выключатель немедленно размыкается (<100 микросекунд). Тем временем токи продолжают течь, проходя через твердотельный ограничитель тока, содержащий реактивные элементы. Уровень тока через ограничитель тока выбирается выше, чем номинальный ток этой части сети, но также значительно ниже, чем ток короткого замыкания, так что остальная часть сети не будет испытывать серьезных помех.Поскольку целью полупроводникового ограничителя тока является снижение тока повреждения, необходимы другие схемы защиты для устранения неисправности или изоляции неисправного компонента.

Подавление переходного напряжения

Для ограничения напряжений промежуточного контура можно использовать диоды подавления переходных напряжений (TVS) или тормозные прерыватели постоянного тока. В Guo et al. (2014) предлагается диодный мост, подключаемый как к стороне переменного тока, так и к стороне постоянного тока выпрямителя. При нормальной работе диоды в диодном мосту несут лишь некоторый ток утечки.Во время сбоя из-за перенапряжения TVS-диоды включаются (менее 50 нс) и фиксируют перенапряжение для защиты устройства. Тормозной прерыватель постоянного тока представляет собой простое защитное устройство, которое замыкает промежуточный контур через силовой резистор, когда напряжение постоянного тока превышает фиксированный порог (Schoening et al., 2011; Pannell et al., 2013). Однако, хотя перенапряжение в звене постоянного тока ограничивается этим типом решения, пусковые токи через преобразователи постоянного и переменного тока увеличиваются (Guillod et al., 2016). Подобно твердотельным ограничителям тока, необходимы другие схемы защиты для устранения неисправности или изоляции неисправного компонента.

Сводка

В данной статье рассматриваются современные технологии мониторинга и защиты трансформаторов в динамических энергосистемах. Мониторинг низкочастотных трансформаторов, защита низкочастотных трансформаторов и защита SST рассматриваются в отдельных разделах. В разделе мониторинга низкочастотных трансформаторов, поскольку техника автономного мониторинга достаточно развита, представлены два основных метода автономного мониторинга. Поскольку методы онлайн-мониторинга все еще находятся в стадии разработки, внедряются различные методы онлайн-мониторинга.Методы контроля низкочастотного трансформатора приведены в таблице 2.

Таблица 2. Сводка по мониторингу силовых трансформаторов низкой частоты.

В разделе защиты низкочастотных трансформаторов впервые представлены некоторые распространенные в промышленности схемы защиты (защита от сверхтоков, дифференциальная защита, защита вольт на герц, тепловая защита и т. Д.). Среди этих схем защиты наиболее популярной является дифференциальная защита.Однако каждая из этих схем защиты имеет свои недостатки, описанные в разделе «Защита низкочастотных трансформаторов». Эти схемы защиты также должны согласовываться друг с другом, и требуется большое количество настроек. Усовершенствованные протоколы связи и системы сбора данных с высокой частотой дискретизации предоставляют больше свободы для анализа собранных данных и защиты трансформатора. Кроме того, в этой статье представлены некоторые другие перспективные схемы защиты, которые изучаются.Схемы защиты низкочастотных трансформаторов приведены в таблице 3.

Таблица 3. Краткое изложение защиты низкочастотных силовых трансформаторов.

Поскольку архитектура SST полностью отличается от обычного низкочастотного трансформатора, защита SST рассматривается в отдельном разделе (раздел «Защита твердотельных трансформаторов»). Схемы защиты SST все еще находятся в стадии разработки, и в разделе «Защита твердотельных трансформаторов» схемы защиты делятся на две категории: (1) с помощью традиционных защитных устройств и (2) с помощью силовой электроники. на базе защитных устройств.Схемы защиты в литературе должны согласовываться друг с другом, и они составляют полную схему защиты для SST. Кроме того, для этих защитных устройств на основе силовой электроники также следует учитывать их сложность, более высокие потери энергии и более высокую стоимость. Схемы защиты SST приведены в таблице 4.

Таблица 4. Краткое описание защиты твердотельных трансформаторов.

Авторские взносы

BX написал первоначальный черновик.DZ и TH обеспечили контроль, рецензирование и редактирование черновика. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Эта работа была поддержана Управлением электричества Министерства энергетики США.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Опора от У.S. Департамент энергетики очень признателен.

Список литературы

Абейвикрама, К. Н., Сердюк, Ю. В., и Губанский, С. М. (2006). Изучение возможностей определения характеристик изоляции силового трансформатора с помощью анализа частотной характеристики (FRA). IEEE Trans. Power Deliv. 21, 1375–1382.

Google Scholar

Абрамовиц, А., Смедли, М. (2012). Обзор твердотельных ограничителей тока короткого замыкания. IEEE Trans. Power Electron. 27, 2770–2782.DOI: 10.1109 / tpel.2011.2174804

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Абу-Сиада, А., Ислам, С. (2012). Новый онлайн-метод обнаружения неисправностей обмоток силовых трансформаторов. IEEE Trans. Power Deliv. 27, 849–857. DOI: 10.1109 / tpwrd.2011.2180932

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Афрасиаби С., Афрасиаби М., Паранг Б. и Мохаммади М. (2019). Интеграция ускоренной глубинной нейронной сети в систему дифференциальной защиты силового трансформатора. IEEE Trans. Инд. Информ. 16, 865–876. DOI: 10.1109 / TII.2019.2

4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Афтаб, М. А., Хуссейн, С. С., Али, И., и Устун, Т. С. (2020). Система автоматизации подстанций на основе МЭК 61850: обзор. Внутр. J. Electr. Power Energy Syst. 120: 106008. DOI: 10.1016 / j.ijepes.2020.106008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ахмад А., Осман М. Л., Зайнаб К. К. Б. и Хизам Х. (2019). Дифференциальное реле защиты на базе адаптивной ИНС для надежной защиты силового трансформатора при подаче напряжения. IAES Int. J. Artif. Интеллект. 8, 307–316. DOI: 10.11591 / ijai.v8.i4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ахаванхеджази М., Гарехпетян Г. Б., Фараджи-Дана Р., Моради Г. Р., Мохаммади М. и Алехейни Х. А. (2011). Новый метод оперативного контроля осевого смещения обмотки трансформатора на основе измерения параметров рассеяния и дерева решений. Expert Syst. Прил. 38, 8886–8893. DOI: 10.1016 / j.eswa.2011.01.100

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Анураг, А., Ачарья, С., Прабово, Ю., Джакка, В., и Бхаттачарья, С. (2018). «Твердотельный трансформатор (MUSE-SST) на базе вспомогательного оборудования для мобильных сетей для межсетевого соединения среднего напряжения с SiC MOSFET 10 кВ поколения 3», в материалах Труды Конгресса и выставки по преобразованию энергии IEEE 2018 (ECCE) , Портленд, Орегон, 450–457 .

Google Scholar

Багери М., Надери М. С. и Блэкберн Т. (2012a). Расширенная диагностика деформации обмотки трансформатора: переход от автономного к оперативному. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 19, 1860–1870. DOI: 10.1109 / tdei.2012.6396941

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Багери М., Надери М. С., Блэкберн Т. и Фунг Т. (2012b). «FRA в сравнении с измерением импеданса короткого замыкания при обнаружении механических дефектов в мощном силовом трансформаторе», в материалах Труды Международного симпозиума IEEE 2012 по электрической изоляции, , Сан-Хуан, Франция, 301–305.

Google Scholar

Багери, М., Надери, М.С., Блэкберн, Т., и Фунг, Т. (2013). Анализ частотной характеристики и измерение импеданса короткого замыкания при обнаружении деформации обмоток силовых трансформаторов. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 29, 33–40. DOI: 10.1109 / mei.2013.6507412

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Багери С., Моравей З. и Гарехпетян Г. Б. (2017). Классификация и распознавание механических дефектов обмотки, внутренних и внешних электрических повреждений и пускового тока трансформатора. IEEE Trans. Инд. Информ. 14, 484–493. DOI: 10.1109 / TII.2017.2720691

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Брукс, Дж. Л. (1980). Разработка концепции твердотельного трансформатора (№ CEL-TN-1575). Hueneme, CA: CIVIL Engineering Lab (Navy) Порт.

Google Scholar

Карр Дж., Ван З., Бхаттачарья С., Хатуа К. и Мадхусудханан С. (2013). «Оценка перегрузки и перенапряжения бестрансформаторной интеллектуальной подстанции», в протоколе Труды Общего собрания энергетического и энергетического общества IEEE 2013 г., , Ванкувер, Британская Колумбия, 1–5.

Google Scholar

Кристиан Дж. И Фезер К. (2004). Методика определения смещения обмоток силовых трансформаторов методом передаточной функции. IEEE Trans. Power Deliv. 19, 214–220. DOI: 10.1109 / tpwrd.2003.820221

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Рыбель, Т., Сингх, А., Вандермар, Дж. А., Ван, М., Марти, Дж. Р., и Шривастава, К. Д. (2009). Аппарат для оперативного контроля обмотки силового трансформатора с помощью ввода отводов. IEEE Trans. Power Deliv. 24, 996–1003. DOI: 10.1109 / tpwrd.2009.2022674

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дуонг, М.К., Сава, Г.Н., Ха, Т.В., и Ле, Т.М.С. (2019). «Автоматический инструмент для мониторинга работы трансформатора в smartgrid», в Труды 11-го Международного симпозиума 2019 года по передовым темам в электротехнике (ATEE) , Бухарест, 1–6.

Google Scholar

Дюваль, М. (1989). Анализ растворенного газа: он может спасти ваш трансформатор. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 5, 22–27. DOI: 10.1109 / 57.44605

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дюваль, М. (2003). Новые методы анализа растворенного газа в масле. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 19, 6–15. DOI: 10.1109 / MEI.2003.11

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фан Р., Мелиопулос А. С., Коккинидес Дж. Дж., Сан Л. и Лю Ю. (2015). «Защита силовых трансформаторов на основе оценки динамического состояния», в Протоколы общего собрания IEEE Power & Energy Society 2015 г. , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–5.

Google Scholar

Федеральная комиссия по регулированию и энергетике (2018). Технические аспекты распределенных энергоресурсов для основной энергосистемы. Торонто: Сеть преобразования энергии Онтарио.

Google Scholar

Гауда, А. М., Абдрабу, А., Шабан, К. Б., Хайралла, М., Абдрабу, А. М., Эль-Шатшат, Р. и др. (2016). Интеллектуальное объединяющее устройство IEC 61850 для обнаружения возможных неисправностей в трансформаторах. IEEE Trans. Smart Grid 9, 1812–1821.DOI: 10.1109 / TSG.2016.2600680

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гарсия, Б., Бургос, Дж. К., и Алонсо, А. М. (2005а). Моделирование колебаний бака трансформатора как метод определения деформаций обмоток — часть I: теоретические основы. IEEE Trans. Power Deliv. 21, 157–163. DOI: 10.1109 / tpwrd.2005.852280

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гарсия, Б., Бургос, Дж. К., и Алонсо, А. М. (2005б). Моделирование вибрации бака трансформатора как метод определения деформаций обмотки — часть II: экспериментальная проверка. IEEE Trans. Power Deliv. 21, 164–169. DOI: 10.1109 / tpwrd.2005.852275

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гарсия, Б., Бургос, Дж. К., и Алонсо, А. М. (2005c). Обнаружение деформаций обмоток силовых трансформаторов с помощью мониторинга колебаний резервуара. Электр. Power Syst. Res. 74, 129–138. DOI: 10.1016 / j.epsr.2004.09.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гонейм, С. С., Таха, И. Б., и Элькалаши, Н. И. (2016). Интегрированная схема проактивной диагностики неисправностей силовых трансформаторов на основе ИНС с использованием анализа растворенных газов. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 23, 1838–1845. DOI: 10.1109 / TDEI.2016.005301

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гильод Т., Крисмер Ф. и Колар Дж. У. (2016). Защита преобразователей среднего напряжения в сети: случай твердотельных трансформаторов среднего / низкого напряжения. IEEE J. Emerg. Выбирать. Верхний. Мощность Электр. 5, 393–408. DOI: 10.1109 / jestpe.2016.2617620

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Го, Б., Сюй, Ф., Ван, Ф., Толберт, Л.М., и Блалок, Б. Дж. (2014). «Схема защиты от перенапряжения для преобразователя трехфазного источника тока, построенного на SiC MOSFET», в материалах Труды конференции и выставки прикладной силовой электроники IEEE 2014 г., APEC 2014 г. , Форт-Уэрт, Техас, 3469–3476.

Google Scholar

Гусман А., Зочолл З., Бенмуял Г. и Алтуве Х. Дж. (2001). Основанное на токе решение для дифференциальной защиты трансформатора. I. Постановка проблемы. IEEE Trans. Power Deliv. 16, 485–491.DOI: 10.1109 / 61.956726

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гамильтон, Р. (2013). Анализ пускового тока трансформатора и сравнение методов ограничения гармоник в защите трансформатора. IEEE Trans. Ind. Appl. 49, 1890–1899. DOI: 10.1109 / TIA.2013.2257155

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хао, З. Г., Чжан, Б. Х., Янь, К. Г., Шао, Б., Рен, Х. Ф., и Бо, З. К. (2010). «Исследования по интеграции защиты трансформатора и обнаружения деформации обмоток», в материалах Труды Международной конференции по технологиям энергосистем 2010 г. , Чжэцзян, 1–8.

Google Scholar

Хашемния, Н., Абу-Сиада, А., и Ислам, С. (2015a). Улучшенное обнаружение неисправности обмотки силового трансформатора с помощью диагностики FRA — часть 1: моделирование осевого смещения. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 22, 556–563. DOI: 10.1109 / tdei.2014.004591

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хашемния, Н., Абу-Сиада, А., и Ислам, С. (2015b). Улучшенное обнаружение неисправности обмотки силового трансформатора с помощью диагностики FRA — часть 2: моделирование радиальной деформации. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 22, 564–570. DOI: 10.1109 / tdei.2014.004592

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хашемния, Н., Абу-Сиада, А., и Ислам, С. (2016). Обнаружение неисправностей вводов силового трансформатора и деградации масла с помощью анализа частотной характеристики. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 23, 222–229. DOI: 10.1109 / tdei.2015.005032

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хонг, Т., Десвал, Д., и Де Леон, Ф.(2017). Интерактивный метод обнаружения деформаций обмотки трансформатора на основе данных. IEEE Trans. Power Deliv. 33, 600–609. DOI: 10.1109 / tpwrd.2017.2707922

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хушманд Р. А., Парастегари М. и Форгани З. (2012). Системный подход адаптивного нейро-нечеткого вывода для одновременной диагностики типа и местоположения неисправностей в силовых трансформаторах. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 28, 32–42. DOI: 10.1109 / MEI.2012.6268440

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ху, Г., Чжан, Л., Ву, X., Коррейя, Д., и Хэ, В. (2011). «Определение мощности распределительного трансформатора на основе оперативного метода», Труды Азиатско-Тихоокеанской конференции по энергетике и энергетике 2011 г. , Ухань, 1–4.

Google Scholar

Хуанг А.К. (2016). Твердотельный трансформатор среднего напряжения: технология для более умной и отказоустойчивой сети. IEEE Ind.Электр. Журнал 10, 29–42. DOI: 10.1109 / MIE.2016.2589061

CrossRef Полный текст | Google Scholar

IEEE (2004). «Руководство IEEE по защите от аномальных частот для электростанций» в Proceedings of the IEEE Std C37.106-2003 (Revision of ANSI / IEEE C37.106-1987) , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–40 .

Google Scholar

IEEE (2008). «Руководство IEEE по защите силовых трансформаторов» в Протоколах IEEE Std C37.91-2008 (редакция IEEE Std C37.91-2000) , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–139.

Google Scholar

IEEE (2009 г.). «Руководство IEEE по интерпретации газов, образующихся в масляных трансформаторах», в Proceedings of the IEEE Std C57.104-2008 (Revision of IEEE Std C57.104-1991) , (Piscataway, NJ: IEEE), 1 –36.

Google Scholar

IEEE (2010). «Рекомендации IEEE для измерения частичных разрядов в силовых трансформаторах и шунтирующих реакторах, заполненных жидкостью», в протоколе Proceedings of the IEEE Std C57.113-2010 (редакция IEEE Std C57.113-1991) , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–47.

Google Scholar

IEEE (2013a). «Руководство IEEE по диагностическим полевым испытаниям заполненных жидкостью силовых трансформаторов, регуляторов и реакторов» в Proceedings of the IEEE Std C57.152-2013 , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–121.

Google Scholar

IEEE (2013b). «Руководство IEEE по применению и интерпретации анализа частотных характеристик масляных трансформаторов» в протоколе Proceedings of the IEEE Std C57.149-2012 , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–72.

Google Scholar

IEEE (2019a). «Руководство IEEE по обнаружению, локализации и интерпретации источников акустической эмиссии от электрических разрядов в силовых трансформаторах и силовых реакторах» в Proceedings of the IEEE Std C57.127-2018 (Revision of IEEE Std C57.127-2007) , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–72.

Google Scholar

IEEE (2019b). «Стандарт IEEE для уравнений обратнозависимых характеристик реле максимального тока», в протоколе Proceedings of the IEEE Std C37.112-2018 (редакция IEEE Std C37.112-1996) , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–25.

Google Scholar

Инграм Д. М., Шауб П., Тейлор Р. Р. и Кэмпбелл Д. А. (2013). Испытания на уровне системы дифференциальной защиты трансформатора с использованием технологической шины IEC 61850. IEEE Trans. Power Deliv. 29, 1382–1389. DOI: 10.1109 / TPWRD.2013.22

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Яблоньски М. и Наперальска-Ющак Э. (2007). Внутренние неисправности силовых трансформаторов. ИЭПП Электр. Power Appl. 1, 105–111.

Google Scholar

Якоб Ф., Ноубл П. и Дукарм Дж. Дж. (2012). Термодинамический подход к оценке серьезности неисправностей трансформатора. IEEE Trans. Power Deliv. 27, 554–559. DOI: 10.1109 / TPWRD.2011.2175950

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джоши, П. М., и Кулкарни, С. В. (2010). «Новый подход к онлайн-диагностике деформации обмоток трансформатора», в Proceedings of the IEEE PES General Meeting , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–6.

Google Scholar

Джадд, М. Д., Янг, Л., и Хантер, И. Б. (2005). Контроль частичных разрядов силовых трансформаторов с помощью датчиков УВЧ. Часть I: датчики и интерпретация сигналов. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 21, 5–14. DOI: 10.1109 / mei.2005.1412214

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каради Г. Г., Лю X. (2010). «Управление сбоями и защита систем FREEDM», в Протоколы общего собрания IEEE PES , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–4.

Google Scholar

Kasztenny, B., Fischer, N., and Altuve, H.J. (2015). «Принципы дифференциальной защиты обратной последовательности, чувствительность и безопасность», в материалах Труды 68-й ежегодной конференции разработчиков защитных реле 2015 г. (Пискатауэй, штат Нью-Джерси: IEEE), 364–378.

Google Scholar

Хан, С. А., Экбал, М. Д., Ислам, Т. (2015). Комплексное сравнительное исследование диагностики неисправностей трансформатора на основе DGA с использованием нечеткой логики и моделей ANFIS. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul. 22, 590–596. DOI: 10.1109 / TDEI.2014.004478

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kraetge, A., Kruger, M., and Fong, P. (2008). «Анализ частотной характеристики — Состояние всемирной деятельности по стандартизации», в материалах Труды Международной конференции по мониторингу и диагностике состояния, 2008 г., , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 651–654.

Google Scholar

Лай, Дж. С., Чхве, Дж. М., Йе, К.С., Мун, С. Р., Лай, В. Х., и Чжан, Л. (2017). «Модульный входной твердотельный трансформатор среднего напряжения», в Труды Азиатской конференции по электрификации энергетики, энергетики и транспорта (ACEPT) 2017 г. (ACEPT) (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–6.

Google Scholar

Лейбфрид Т. и Фезер К. (1996). «Автономный и оперативный мониторинг силовых трансформаторов с использованием метода передаточной функции», в Proceedings of the Conference Record of the 1996 IEEE International Symposium on Electrical Insulation , (Piscataway, NJ: IEEE), 34–37 .

Google Scholar

Ли, X., Wu, H., and Wu, D. (2011). Схема интерпретации DGA, полученная на основе тематического исследования. IEEE Trans. Power Deliv. 26, 1292–1293. DOI: 10.1109 / TPWRD.2010.20

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю К., Мелиопулос А. П. С., Се Б., Чжун К. и Се Дж. (2020). «Защита распределительных систем с высокой степенью проникновения DER на основе оценки динамического состояния», в протоколе Труды Общего собрания энергетического и энергетического общества IEEE 2020 г. (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–5.

Google Scholar

Мадхусудханан, С., Патель, Д., Бхаттачарья, С., Карр, Дж. А., и Ван, З. (2013). «Защита бестрансформаторной интеллектуальной подстанции», в материалах 4-го Международного симпозиума IEEE 2013 г. по силовой электронике для систем распределенной генерации (PEDG) , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–8.

Google Scholar

Масум, А.С., Хашемния, Н., Абу-Сиада, А., Масум, М.А., и Ислам, С.М. (2014). Онлайн-обнаружение внутренних повреждений трансформатора на основе мгновенных измерений напряжения и тока с учетом воздействия гармоник. IEEE Trans. Power Deliv. 32, 587–598. DOI: 10.1109 / tpwrd.2014.2358072

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Медейрос, Р. П., и Коста, Ф. Б. (2017). Дифференциальная защита трансформатора на основе вейвлетов с дифференциальным насыщением трансформатора тока и обнаружением поперечных замыканий. IEEE Trans. Power Deliv. 33, 789–799. DOI: 10.1109 / tpwrd.2017.2764062

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мелиопулос, А.С., Коккинидес, Г.J., Myrda, P., Liu, Y., Fan, R., Sun, L., et al. (2016). Защита на основе динамической оценки состояния: статус и обещание. IEEE Trans. Power Deliv. 32, 320–330. DOI: 10.1109 / TPWRD.2016.2613411

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мейер К., Шредер С. и Де Донкер Р. В. (2004). Твердотельные выключатели и ограничители тока для систем среднего напряжения с распределенными энергосистемами. IEEE Trans. Power Electron. 19, 1333–1340. DOI: 10.1109 / тпель.2004.833454

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мозина, К. Дж. (2011). «Улучшения в защите и вводе в действие цифровых трансформаторных реле на промышленных объектах среднего напряжения», в Труды Технической конференции по промышленным и коммерческим энергосистемам IEEE 2011 г. (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–10.

Google Scholar

Ниргуде П. М., Ашокраджу Д., Раджкумар А. Д. и Сингх Б. П. (2008). Применение методов численной оценки для интерпретации измерений частотной характеристики силовых трансформаторов. IET Sci. Измер. Technol. 2, 275–285.

Google Scholar

Паннелл, Г., Захави, Б., Аткинсон, Д. Дж., И Миссайлидис, П. (2013). Оценка характеристик тормозного прерывателя промежуточного контура как низковольтного устройства защиты от неисправностей DFIG. IEEE Trans. Конв. Энергии 28, 535–542. DOI: 10.1109 / tec.2013.2261301

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пэн, Л. И., Бао-хуй, З., Чжи-го, Х., Сяо-цзин, Х., и Юнь-лун, К. (2006). «Исследование по мониторингу деформации обмотки силового трансформатора путем оценки параметров индуктивности рассеяния в реальном времени», в Труды Международной конференции по технологиям энергосистем в 2006 г. , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–6.

Google Scholar

Цянь, З., Гао, В. С., Ван, Ф., и Янь, З. (2009). Обоснованный подход к диагностике неисправностей силового трансформатора с использованием данных анализа растворенных газов. Eur. Пер. Электр. Мощность 19, 518–530. DOI: 10.1002 / etep.240

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рахимпур, Э., Кристиан, Дж., Фезер, К., и Мохсени, Х. (2003). Метод передаточной функции для диагностики осевого смещения и радиальной деформации обмоток трансформатора. IEEE Trans. Power Deliv. 18, 493–505. DOI: 10.1109 / tpwrd.2003.809692

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рамирес-Ниньо, Дж., И Паскасио, А. (2009). Акустические измерения частичных разрядов в силовых трансформаторах. Измер. Sci. Technol. 20: 115108. DOI: 10.1088 / 0957-0233 / 20/11/115108

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Салех, С. А., и Рахман, М. А. (2005). Моделирование и защита трехфазного силового трансформатора с помощью вейвлет-пакетного преобразования. IEEE Trans. Power Deliv. 20, 1273–1282. DOI: 10.1109 / tpwrd.2004.834891

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шёнинг, С., Штаймер, П. К., и Колар, Дж. У. (2011). «Решения тормозных прерывателей для модульных многоуровневых преобразователей», в Труды 14-й Европейской конференции по силовой электронике и приложениям 2011 г. (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–10.

Google Scholar

Секью, Дж. Р., и Момбелло, Э. (2008). Анализ частотной характеристики развертки (SFRA) для оценки смещения и деформации обмоток в силовых трансформаторах. Электр. Power Syst. Res. 78, 1119–1128. DOI: 10.1016 / j.epsr.2007.08.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сегин Р., Вояк Дж., Костык Д., Хамбрик Дж. И Мазер Б. (2016). Руководство по интеграции фотоэлектрических систем с высоким уровнем проникновения для инженеров по распределению (№ NREL / TP-5D00-63114). Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.

Google Scholar

Setayeshmehr, A., Akbari, A., Borsi, H., and Gockenbach, E. (2006). Оперативный контроль и диагностика вводов силовых трансформаторов. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 13, 608–615. DOI: 10.1109 / tdei.2006.1657975

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Setayeshmehr, A., Borsi, H., Gockenbach, E., and Fofana, I. (2009). «Оперативный мониторинг трансформатора с помощью передаточной функции», в материалах Proceedings of the 2009 IEEE Electrical Insulation Conference , (Piscataway, NJ: IEEE), 278–282.

Google Scholar

Ше, X., Хуанг, А.К., и Бургос, Р. (2013). Обзор технологий твердотельных трансформаторов и их применения в системах распределения электроэнергии. IEEE J. Emerg. Выбирать. Верхний. Power Electron. 1, 186–198. DOI: 10.1109 / jestpe.2013.2277917

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Синага, Х. Х., Фунг, Б. Т., и Блэкберн, Т. Р. (2012). Локализация частичных разрядов в трансформаторах методом УВЧ-детектирования. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 19, 1891–1900. DOI: 10.1109 / tdei.2012.6396945

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сингх С. и Бандйопадхьяй М. Н.(2010). Методика анализа растворенного газа для диагностики зарождающейся неисправности силовых трансформаторов: библиографический обзор. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 26, 41–46. DOI: 10.1109 / MEI.2010.5599978

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сунь, Х.С., Хуанг, Ю.С., и Хуанг, К.М. (2012). Обзор анализа растворенных газов в силовых трансформаторах. Energy Proc. 14, 1220–1225. DOI: 10.1016 / j.egypro.2011.12.1079

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Свифт, Г.W., Zocholl, E.S., Bajpai, M., Burger, J.F., Castro, C.H., Chano, S.R., et al. (2001). Адаптивная защита трансформатора от тепловой перегрузки. IEEE Trans. Power Deliv. 16, 516–521.

Google Scholar

Татчо П., Ли Х., Цзян Ю. и Ци Л. (2012). Новая иерархическая секционная защита на основе твердотельного трансформатора для будущей системы подачи и управления возобновляемой электроэнергией (FREEDM). IEEE Trans. Smart Grid 4, 1096–1104. DOI: 10.1109 / цг.2012.2207412

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Vaessen, P. T. M., and Hanique, E. (1992). Новый метод анализа частотных характеристик силовых трансформаторов. IEEE Trans. Power Deliv. 7, 384–391. DOI: 10.1109 / 61.108932

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Васиос, О., Се, Б., и Мелиопулос, А. П. С. (2019). «Расчетная защита трехфазного трансформатора с насыщаемым сердечником для обнаружения межстрановых коротких замыканий» в протоколе Proceedings of the 2019 IEEE Power & Energy Society General Meeting , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–5.

Google Scholar

Водяхо, О., Стеурер, М., Ноймайр, Д., Эдрингтон, К. С., Каради, Г., и Бхаттачарья, С. (2011). Твердотельные устройства изоляции неисправностей: применение в будущих распределительных системах на базе силовой электроники. ИЭПП Электр. Power Appl. 5, 521–528.

Google Scholar

Ван М., Вандермар А. Дж. И Шривастава К. Д. (1999). «Мониторинг состояния трансформаторов в эксплуатации методом импульсных испытаний низкого напряжения», в материалах Труды одиннадцатого Международного симпозиума 1999 года по технике высокого напряжения, , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 45–48.

Google Scholar

Ван М., Вандермар А. Дж. И Шривастава К. Д. (2002). Обзор оценки состояния силовых трансформаторов в эксплуатации. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 18, 12–25. DOI: 10.1109 / mei.2002.1161455

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Р., Чжан, Б., Чжао, С., Лян, Л., и Чен, Ю. (2019). «Проектирование твердотельного автоматического выключателя на основе серии IGBT для терминала аккумуляторной системы накопления энергии в твердотельном трансформаторе», в Труды IECON 2019-45-й ежегодной конференции Общества промышленной электроники IEEE , (Пискатауэй, Нью-Джерси) : IEEE), 6677–6682.

Google Scholar

Вани, С. А., Хан, С. А., Гупта, Д., и Незами, М. М. (2017). Диагностика зарождающихся доминантных и граничных разломов методом композитного DGA. Внутр. Пер. Электр. Energy Syst. 27: e2421. DOI: 10.1002 / etep.2421

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вани, С. А., Хан, С. А., Прашал, Г., и Гупта, Д. (2019). Интеллектуальная диагностика зарождающихся разломов с использованием матрицы интерпретации разломов на основе анализа растворенных газов (FIM). Араб. J. Sci. Англ. 44, 6977–6985. DOI: 10.1007 / s13369-019-03739-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Виммер Р., Тенболен С., Хейндл М., Кретге А., Крюгер М. и Кристиан Дж. (2007). «Разработка алгоритмов для оценки FRA», Труды 15-го Междунар. Symp. Техника высокого напряжения , Любляна.

Google Scholar

Xie, B., Meliopoulos, A. P. S., Cokkinides, G., Xie, J., Zhong, C., Liu, Y., et al. (2019).«Защита устройства на основе оценки динамического состояния», в Труды Общего собрания Общества энергетики и энергетики IEEE 2019 г. , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–5.

Google Scholar

Руководство по принципам электрооборудования: однофазные трансформаторы




ЗАДАЧИ:

• обсудить различные типы трансформаторов.

• рассчитать значения напряжения, тока и оборотов для однофазных трансформаторов. с помощью формул.

• рассчитать значения напряжения, тока и оборотов для однофазных трансформаторов. используя коэффициент трансформации.

• подключите трансформатор и проверьте выходное напряжение различных обмоток.

• Обсудите обозначения полярности на принципиальной схеме.

• проверьте трансформатор, чтобы определить правильную маркировку полярности.

ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ ОДНОФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Автотрансформатор
  • — трансформатор, который использует только одну обмотку для обеих первичная и вторичная
  • Управляющий трансформатор
  • — распространенный тип трансформатора, используемый в управлении двигателем. схемы для снижения номинального сетевого напряжения до величины, необходимой для работы элементы управления
  • Распределительный трансформатор
  • — трансформатор, который обычно используется для снизить линейное напряжение энергосистемы до значения, необходимого для дома или промышленные предприятия
  • ток возбуждения — величина тока, протекающего в первичной обмотке. обмотка трансформатора при отсутствии нагрузки на вторичную обмотку
  • утечка потока — количество линий магнитного потока, излучаемых в воздух
  • пусковой ток — величина тока, протекающего при включении питания. сначала применяется к трансформатору
  • разделительных трансформаторов — трансформаторов, имеющих первичную и первичную обмотки. вторичные обмотки электрически отделены друг от друга
  • ламинат — процесс складывания тонких листов металла вместе для формирования материала сердечника трансформатора
  • нейтральный проводник — проводник, как правило, заземлен и является обычным подключение к другим частям цепи
  • первичная обмотка — обмотка трансформатора, к которому подключено питание
  • вторичная обмотка обмотка трансформатора, к которой подключена нагрузка. подключен
  • Понижающий трансформатор
  • — трансформатор, вырабатывающий нижнюю вторичную обмотку. напряжение, чем первичное напряжение
  • Повышающий трансформатор
  • — трансформатор, вырабатывающий высшую вторичную обмотку. напряжение, чем первичное напряжение
  • Ленточный сердечник
  • — вид сердечника трансформатора, выполненный путем намотки длинной сплошной металлический лист круглой или закругленно-прямоугольной формы
  • toroid core — сердечник трансформатора, имеющий форму тороида, который обычно круглая с отверстием в центре, как у бублика
  • Трансформатор
  • — электрическая машина для изменения значений напряжения, ток и сопротивление
  • Коэффициент
  • витков — отношение количества витков провода в первичной обмотке. обмотка по сравнению с числом витков вторичной обмотки
  • Коэффициент передачи
  • вольт на виток — метод определения значений напряжения в трансформатор путем деления количества витков провода в первичной обмотке по приложенному напряжению

Трансформаторы являются одними из самых распространенных устройств в электрических сетях. поле.Их размер варьируется от менее одного кубического дюйма до размера железнодорожные вагоны. Их номинальные значения могут варьироваться от мВА (милливольт-ампер) до GVA (гигавольт-ампер). Крайне важно, чтобы каждый, кто работает в области электричества, понимал типов и подключений трансформаторов. В этом разделе будут представлены трансформаторы. предназначен для использования в однофазных установках. Два основных типа напряжения трансформаторы, разделительные трансформаторы и автотрансформаторы.

ОДНОФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформатор — это машина с магнитным приводом, которая может изменять значения напряжения, тока и импеданса без изменения частоты.Трансформеры являются самыми эффективными из известных машин.

Их КПД обычно составляет от 90% до 99% при полной нагрузке. Трансформеры можно разделить на три классификации:

  1. Изолирующий трансформатор.
  2. Автотрансформатор.
  3. Трансформатор тока.

Все значения трансформатора пропорциональны его коэффициенту вращения. Этот не означает, что точное количество витков провода на каждой обмотке должно быть известно, чтобы определять различные значения напряжения и тока для трансформатора.Что необходимо знать, так это соотношение витков. Например, предположим, что трансформатор имеет две обмотки. Одна обмотка, первичная, имеет 1000 витков провода, и другой, вторичный, имеет 250 витков провода (рис. 1). Соотношение витков этого трансформатора составляет 4 к 1 или 4: 1 (1000/250 = 4), потому что есть четыре витка провода на первичной обмотке на каждый виток провода на вторичной обмотке.

ТРАНСФОРМАТОР ФОРМУЛ

Для определения значений напряжения и тока можно использовать разные формулы. для трансформатора.Ниже приводится список стандартных формул, где

NP = количество витков в первичной обмотке NS = количество витков во вторичной обмотке EP = напряжение первичной обмотки ES = напряжение вторичной обмотки IP = ток в первичной IS = ток во вторичной

EP ES

= НП NS EP ES

= IS IP NP NS

= IS IP или EP _ NS = ES _ NP EP _ IP = ES _ IS NP _ IP = NS _ IS

Первичная обмотка трансформатора является обмоткой ввода мощности.Его обмотка, подключенная к входящему источнику питания. Вторичный обмотка — это обмотка нагрузки или выходная обмотка. Это сторона трансформатора который подключен к управляемой нагрузке (фиг. 2).

ОСНОВНАЯ 1000 ОБОРОТОВ; ВТОРИЧНЫЙ 250 ОБОРОТОВ


РИС. 1 Все значения трансформатора пропорциональны его коэффициенту вращения.

НАГРУЗКА ВТОРИЧНАЯ ПЕРВИЧНАЯ


РИС. 2 Разделительный трансформатор имеет первичную и вторичную обмотки. электрически отделены друг от друга.

ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформаторы, показанные на рисунках 1 и 2, являются изолирующими трансформаторами. Это означает, что вторичная обмотка физически и электрически изолирована. от первичной обмотки, поэтому нет электрического соединения между первичная и вторичная обмотки. Трансформатор имеет магнитную связь, электрически не связаны. Эта изоляция линии часто очень желательна. характерная черта. Поскольку нет электрического соединения между нагрузкой и источник питания, трансформатор становится фильтром между ними.

Изолирующий трансформатор значительно снижает любые скачки напряжения, которые происходят на стороне питания, прежде чем они будут переданы на сторону нагрузки. Некоторые изолирующие трансформаторы имеют коэффициент трансформации 1: 1. Трансформатор этого типа будет иметь одинаковое входное и выходное напряжение и используется для только изоляция.

Изолирующий трансформатор может значительно снизить любые скачки напряжения перед они достигают вторичной обмотки из-за времени нарастания тока через индуктор.Напомним из раздела 10, что ток в катушке индуктивности увеличивается. с экспоненциальной скоростью (фиг. 3). По мере увеличения значения тока расширяющееся магнитное поле прорезает проводники катушки и индуцирует напряжение, противоположное приложенному напряжению. Количество наведенных напряжение пропорционально скорости изменения тока.

Это просто означает, что чем быстрее ток пытается увеличиться, тем большее сопротивление этому увеличению будет.Пиковые напряжения и токи обычно очень непродолжительны, что означает, что они увеличиваются в значение очень быстро (фиг. 4).

ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНАЯ КРИВАЯ ВРЕМЯ ТОК ПИК НАПРЯЖЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТЬ НАПРЯЖЕНИЯ СИНУСОВОЙ ВОЛНЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ


(слева) РИС. 3 Ток через катушку индуктивности нарастает экспоненциально. (Правильно) ИНЖИР. 4 Скачки напряжения обычно очень непродолжительны.

Это быстрое изменение стоимости приводит к увеличению сопротивления изменению. так же быстро.К тому времени, когда спайк был передан на вторичный обмотка трансформатора устранена или значительно уменьшена ( ИНЖИР. 5).

Основная конструкция изолирующего трансформатора показана на фиг. 6. Металлический сердечник используется для обеспечения хорошей магнитной связи между двумя обмотки. Сердцевина обычно состоит из слоистых пластин, уложенных друг на друга. Ламинирование сердечник помогает снизить потери мощности, вызванные индукцией вихревых токов.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

На ФИГ.7 подключена одна обмотка изолирующего трансформатора к источнику переменного тока, а другая обмотка была подключена к нагрузке. Когда ток увеличивается от нуля до максимальной положительной точки, a магнитное поле расширяется наружу вокруг катушки. Когда ток уменьшается от его максимальной положительной точки к нулю магнитное поле схлопывается. Когда ток увеличивается к своему отрицательному пику, магнитное поле снова расширяется, но с противоположной полярностью.

Поле снова схлопывается, когда ток уменьшается с отрицательного значения. пик к нулю.

Это непрерывно расширяющееся и сжимающееся магнитное поле разрезает обмотки. первичной обмотки и индуцирует в ней напряжение. Это индуцированное напряжение противодействует приложенное напряжение и ограничивает ток первичной обмотки. Когда катушка индуцирует в себе напряжение, это называется самоиндукцией.

ТОК ВОЗБУЖДЕНИЯ

В первичной обмотке любого трансформатор напряжения, независимо от типа или размера, даже при отсутствии нагрузки подключен к вторичному.Этот ток называется возбуждением. ток трансформатора.

Ток возбуждения — это величина тока, необходимая для намагничивания сердечник трансформатора.

Ток возбуждения остается постоянным от холостого хода до полной нагрузки. В качестве по общему правилу ток возбуждения — это такая малая часть полного ток нагрузки, который часто не учитывается при расчетах.

ВЗАИМНАЯ ИНДУКЦИЯ

Поскольку вторичные обмотки изолирующего трансформатора намотаны тот же сердечник, что и первичный, магнитное поле, создаваемое первичным обмотка также разрезает обмотки вторичной обмотки (РИС.8). Это постоянно изменение магнитного поля индуцирует напряжение во вторичной обмотке.

Способность одной катушки индуцировать напряжение в другой катушке называется взаимная индукция. Величина напряжения, индуцированного во вторичной обмотке, определяется отношением количества витков провода во вторичной обмотке к числу витков в Главная.

Например, предположим, что первичная обмотка имеет 240 витков провода и подключена до 120 В переменного тока. Это дает трансформатору отношение вольт на виток, равное 0.5 (120 В / 240 витков = 0,5 вольт на виток). Теперь предположим, что вторичная обмотка содержит 100 витков провода.

Поскольку трансформатор имеет отношение вольт на виток 0,5, вторичная обмотка напряжение будет 50 В (100 _ 0,5 = 50).


РИС. 5 Изолирующий трансформатор значительно снижает скачки напряжения. НАЧАЛЬНЫЙ ВТОРИЧНАЯ НАГРУЗКА


РИС. 6 Базовая конструкция изолирующего трансформатора. ОБМОТКА СЕРДЕЧНИКОВ ОБМОТКА


РИС.7 Магнитное поле, создаваемое переменным током. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ


РИС. 8 Магнитное поле первичной обмотки индуцирует напряжение во вторичной обмотке.

РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА

В следующих примерах значения напряжения, тока и оборотов для будут рассчитаны различные трансформаторы.

Предположим, что развязывающий трансформатор, показанный на фиг. 2 имеет 240 витков провод на первичной и 60 витков на вторичной.Это соотношение из 4: 1 (240/60 = 4). Теперь предположим, что 120 В подключено к первичной обмотке. обмотка. Какое напряжение на вторичной обмотке?

EP ES

= NP NS 120 ES

= 240 60240 ES = 7200 ES = 30 В

Трансформатор в этом примере известен как понижающий трансформатор, потому что он имеет более низкое вторичное напряжение, чем первичное.

Теперь предположим, что нагрузка, подключенная к вторичной обмотке, имеет полное сопротивление. 5 Ом.Следующая задача — вычислить текущий расход во вторичной обмотке. и первичные обмотки. Текущий поток вторичной обмотки можно вычислить используя закон Ома, так как напряжение и импеданс известны.

I = E Z I = 30 5 I = 6A

Теперь, когда величина тока во вторичной обмотке известно, первичный ток можно рассчитать по формуле EP ES

= IS IP 120 30

= 60 IP 120 IP = 180 IP = 1: 5A

Обратите внимание, что первичное напряжение выше чем вторичное напряжение, но первичный ток намного меньше, чем вторичный ток.Хорошее правило для любого типа трансформатора: мощность на входе должна равняться мощности на выходе. Если первичное напряжение и ток умножаются вместе, продукт должен быть равен произведению напряжения и тока. вторичного.

Первичный Вторичный 120 _ 1: 5 = 180 ВА 30 _ 6 = 180 ВА

В этом примере Предположим, что первичная обмотка содержит 240 витков провода, а вторичная содержит 1200 витков провода. Это соотношение витков 1: 5 (1200/240 = 5).Теперь предположим, что к первичной обмотке подключено 120 В. Вычислить напряжение на выходе вторичной обмотки.

EP ES

= NP NS 120 ES

= 240 1200240 ES = 144000 ES = 600 В

Обратите внимание, что вторичное напряжение этого трансформатора выше, чем первичное напряжение. Это известно как повышающий трансформатор.

Теперь предположим, что нагрузка, подключенная к вторичной обмотке, имеет полное сопротивление 2400 О.Найдите величину тока, протекающего в первичной и вторичной обмотках. Ток во вторичной обмотке можно рассчитать по закону Ома.

I = E Z I = 600 2400 I = 0:25 A

Теперь, когда величина текущего тока в вторичный известен, первичный ток может быть вычислен с использованием формула EP ES

= IS IP 120 600 = 0:25 IP 120 IP = 150 IP = 1:25 A

Обратите внимание, что количество потребляемой мощности равно количеству выходной мощности.

Начальное Среднее

120 _ 1:25 = 150 ВА 600 _ 0:25 = 150 ВА

РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ ИЗОЛЯЦИОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ПО ОТНОШЕНИЮ ОБОРОТОВ

Как показано в предыдущих примерах, значения трансформатора напряжения, ток, а обороты можно вычислить по формулам. Также возможно вычислить эти значения, используя коэффициент поворотов. Сделать расчеты с использованием коэффициент поворота, устанавливается коэффициент, сравнивающий некоторое число с 1, или 1 к некоторому числу.Например, предположим, что трансформатор имеет номинальную первичную обмотку. при 240 В и вторичной обмотки 96 В (РИС. 9). Соотношение витков может быть вычисляется путем деления более высокого напряжения на более низкое напряжение.

Коэффициент

= 240 96

Соотношение = 2: 5: 1


РИС. 9 Расчет значений трансформатора с использованием коэффициента трансформации.


РИС. 10 Расчет значений трансформатора.

Это соотношение указывает на то, что в первичной обмотке 2,5 витка провода. на каждый 1 виток провода во вторичной обмотке.Сторона трансформатора с самым низким напряжением всегда будет иметь наименьшее число (1) отношения.

Теперь предположим, что к вторичной обмотке подключено сопротивление 24 Ом. Величину вторичного тока можно найти с помощью закона Ома.

IS = 96 24 IS = 4A

Первичный ток можно определить с помощью коэффициента трансформации. Напомним, что вольт-амперы первичной обмотки должны равняться вольт-амперам вторичной обмотки.

Поскольку первичное напряжение больше, первичный ток должен быть меньше вторичного тока.

IP = Передаточное число оборотов IS IP = 4 2: 5 IP = 1: 6A

Чтобы проверить ответ, найдите вольт-амперы первичной и вторичной обмоток.

Первичная Вторичная 240 _ 1: 6 = 384 ВА 96 _ 4 = 384 ВА

Теперь предположим, что вторичная обмотка содержит 150 витков провода. В витки первичной обмотки также можно найти, используя коэффициент трансформации. Поскольку первичный напряжение выше, чем вторичное напряжение, первичное должно иметь больше витки проволоки.

NP = NS _ передаточное число NP = 150 _ 2: 5 NP = 375 витков

В следующем примере предположим, что изолирующий трансформатор имеет первичное напряжение 120 В и вторичное напряжение 500 В.Вторичная обмотка имеет сопротивление нагрузки 1200 Ом. Вторичная обмотка содержит 800 витков провода (рис. 10).

Соотношение витков можно найти, разделив более высокое напряжение на более низкое. Напряжение.

Соотношение = 500120 Соотношение = 1: 4: 17

Вторичный ток можно найти с помощью Закон Ома.

IS = 500 1200 IS = 0: 417 A

В этом примере первичное напряжение ниже вторичного. Следовательно, первичный ток должен быть выше.

IP = IS _ коэффициент оборотов IP = 0: 417 _ 4:17 IP = 1: 74A

Чтобы проверить этот ответ, вычислите вольт-амперы обеих обмоток.

Начальное Среднее

120_1: 74 = 208: 8 ВА 500_0: 417 = 208: 5 ВА

Небольшая разница в ответах вызвана округлением значений.

Поскольку первичное напряжение меньше вторичного, повороты провода в первичной обмотке также будет меньше.

NP = Передаточное число витков NS NP = 800 4:17 NP = 192 витка РИС.11 показывает трансформатор со всеми завершенными значениями.


РИС. 11 Трансформатор с законченными значениями.


РИС. 13 Вторичная обмотка трансформатора с несколькими ответвлениями.


РИС. 12 Трансформатор с многоотводной первичной обмоткой.


РИС. 14 Трансформатор с несколькими вторичными обмотками.

МНОЖЕСТВЕННЫЕ ОБМОТКИ

Изолирующие трансформаторы часто имеют обмотки. которые имеют более одного набора выводных проводов, подключенных к первичной или вторичной обмотке.

Они называются многоотводными обмотками. Трансформатор, показанный на фиг. 12 содержит вторичную обмотку на 24 В. Первичная обмотка содержит однако несколько нажатий. Один из основных выводных проводов обозначен буквой C и общее для других отведений.

Остальные выводы имеют маркировку 120, 208 и 240. Конструкция этого трансформатора так что его можно подключать к разным первичным напряжениям без изменения значение вторичного напряжения.В этом примере предполагается, что вторичная обмотка имеет всего 120 витков провода. Для поддержания При правильном соотношении витков первичная обмотка будет иметь 600 витков провода между C и 120,1040 оборотов между C и 208, и 1200 оборотов между C и 240.

Разделительный трансформатор, показанный на фиг. 13 содержит одну первичную обмотку. Однако вторичная обмотка была отключена в нескольких точках. Один вторичных выводных проводов обозначен буквой C и является общим для другого вывода. провода.При подаче номинального напряжения на первичную обмотку напряжения 12, 24, и 48 В можно получить на вторичной обмотке. Следует также отметить, что такое расположение отводов позволяет использовать трансформатор в качестве отводов с центральным отводом. трансформатор на два напряжения.

Если нагрузка приложена к выводным проводам, обозначенным C и 24, выводной провод с надписью 12 становится центральным краном. Если нагрузка размещена поперек C и 48 отведений, 24-отводный провод становится центральным отводом.

В этом примере предполагается, что первичная обмотка имеет 300 витков провод. Для получения правильного соотношения витков потребуется 30 витков провода. между C и 12, 60 витков провода между C и 24 и 120 витков провода от С до 48.

Разделительный трансформатор, показанный на фиг. 14 похож на трансформатор на фиг. 13. Показанный на фиг. 14, однако, имеет несколько вторичных обмоток. вместо одной вторичной обмотки с несколькими отводами.Преимущество заключается в том, что вторичные обмотки электрически изолированы друг от друга. Эти вторичные обмотки могут быть повышающими или понижающими в зависимости от применение трансформатора.

РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ С НЕСКОЛЬКИМИ ВТОРИЧНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

При вычислении значений изолирующего трансформатора с несколькими вторичными обмоток, каждая вторичная обмотка должна рассматриваться как отдельный трансформатор.

Например, трансформатор на фиг.15 содержит одну первичную обмотку и три вторичные обмотки. Первичный подключен к 120 В переменного тока и имеет 300 витков провода. Одна вторичная обмотка имеет выходное напряжение 560 В и нагрузку сопротивление 1000 Ом. Выходное напряжение второй вторичной обмотки составляет 208 Ом. V и сопротивление нагрузки 400 Ом, а третья вторичная обмотка имеет выход напряжение 24 В и сопротивление нагрузки 6 Ом. Ток, витки провода, и коэффициент для каждой вторичной обмотки, и будет найден ток первичной обмотки.

Первым шагом будет вычисление коэффициента поворотов первой вторичной обмотки. Это можно сделать, разделив меньшее напряжение на большее.

Коэффициент

= ES1 Коэффициент EP = 560120 Коэффициент = 1: 4: 67

Ток в первой вторичной обмотке можно вычислить с помощью закона Ома.

IS1 = 560 1000 IS1 = 0:56 A Количество витков провода в первой вторичной обмотке обмотка будет найдена с использованием отношения витков.

Поскольку эта вторичная обмотка имеет более высокое напряжение, чем первичная, она должна иметь больше витков провода.

NS1 = NP / отношение оборотов

NS1 = 300 _ 4:67

NS1 = 1401 виток

Величина первичного тока, необходимая для питания этой вторичной обмотки. можно также найти, используя коэффициент трансформации. Поскольку первичная обмотка имеет меньшее напряжение, для этого потребуется больше тока.

IP (ПЕРВЫЙ ВТОРИЧНЫЙ) = IS1 _ коэффициент оборотов IP (ПЕРВЫЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 0:56 _ 4:67 IP (ПЕРВЫЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 2:61 A

Коэффициент трансформации второй вторичной обмотки обмотка будет найдена путем деления более высокого напряжения на более низкое.

Соотношение

= 208120 Соотношение = 1: 1: 73

Величина текущего потока в этой вторичной обмотке. можно определить с помощью закона Ома.

IS2 = 208400 IS2 = 0:52 A

Поскольку напряжение этой вторичной обмотки больше чем первичный, у него будет больше витков провода, чем у первичного. В витки этой вторичной обмотки будут найдены с помощью отношения витков.

NS2 = NP _ передаточное число витков NS2 = 300 _ 1:73 NS2 = 519 витков


РИС.15 Расчет значений для трансформатора с несколькими вторичными обмотками.

Напряжение первичной обмотки ниже, чем на этой вторичной обмотке. Первичная воля, следовательно, требуется большее количество тока. Количество требуемого тока для работы этой вторичной обмотки будет рассчитываться с использованием коэффициента трансформации.

IP (ВТОРОЙ ВТОРИЧНЫЙ) = IS2 _ коэффициент оборотов IP (ВТОРОЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 0:52 _ 1: 732 IP (ВТОРОЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 0: 9A

Коэффициент трансформации третьей вторичной обмотки обмотка будет рассчитана так же, как и два других.

Большее напряжение будет разделено на меньшее.

Коэффициент = 120 24 Коэффициент = 5: 1 Первичный ток будет найден с помощью Ом закон.

IS3 = 24 6 IS3 = 4A

Выходное напряжение третьей вторичной обмотки меньше чем первичный. Таким образом, количество витков провода будет меньше. чем первичные витки.

NS3 = Передаточное число витков NP NS3 = 300 5 NS3 = 60 витков

Первичная имеет высшее напряжение, чем эта вторичная.Следовательно, первичный ток будет меньше на величину передаточного числа.

IP (ТРЕТИЙ ВТОРИЧНЫЙ) = IS3 / отношение оборотов

IP (ТРЕТИЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 4/5

IP (ТРЕТИЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 0: 8A

Первичная обмотка должна подавать ток на каждую из трех вторичных обмоток. Следовательно, общая величина первичного тока будет суммой токов требуется для питания каждой вторичной обмотки.

IP (ИТОГО) = IP1) IP2) IP3 IP (ИТОГО) = 2:61) 0: 9) 0: 8 IP (ИТОГО ) = 4:31 A

Преобразователь со всеми вычисленными значениями показан на фиг.16.

СН


РИС. 16 Преобразователь со всеми вычисленными значениями.


РИС. 17 Распределительный трансформатор.


РИС. 18 Напряжение от любой линии к нейтрали составляет 120 В. Напряжение по всей вторичной обмотке 240 В.


РИС. 19 Напряжения на вторичной обмотке синфазны.


РИС. 20 нагрузок 240 В подключаются напрямую через вторичную обмотку.

ТРАНСФОРМАТОРЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ

Распространенным типом изолирующего трансформатора является распределительный трансформатор, ИНЖИР.17. Этот трансформатор изменяет высокое напряжение в распределительной сети энергокомпании. линии к общему 240/120 В, который обеспечивает питание большинства домов и многих предприятия. В этом примере предполагается, что первичный подключен на линию 7200 В. Вторичная обмотка — 240 В с центральным отводом. Центр отвод заземляется и становится нейтральным проводом или общим проводом. Если напряжение измеряется на всей вторичной обмотке, напряжение 240 В будет видно. Если напряжение измеряется от любой линии до центрального ответвителя, будет видна половина вторичного напряжения, или 120 В (РИС.18). Этот происходит потому, что заземленный нейтральный проводник становится центральной точкой двух синфазных напряжений. Векторная диаграмма, изображающая это состояние, показывает, что заземленный нулевой провод подключен к центральной точке двух синфазных напряжений (фиг. 19). Нагрузки, предназначенные для работы на 240 В, например, водонагреватели, электрические резистивные нагреватели и центральные кондиционеры подключаются напрямую через линии вторичный (ФИГ.20).

Нагрузки, предназначенные для работы от напряжения 120 В, подключаются от центрального ответвителя, или нейтральный, к одной из второстепенных линий. Функция нейтрального должен переносить разницу в токе между двумя вторичными линиями и поддерживать сбалансированное напряжение.

На ФИГ. 21, одна из вторичных линий имеет ток 30 А и другой имеет ток 24 А. Нейтраль проводит сумму несбалансированная нагрузка. В этом примере ток нейтрали будет 6 А (30 _ 24 = 6).


РИС. 21 Нейтраль несет сумму неуравновешенной нагрузки.


РИС. 23 Управляющий трансформатор подключен для работы на 240 В.


РИС. 22 Управляющий трансформатор с предохранителем, добавленным к вторичной обмотке. обмотка.


РИС. 24 Управляющий трансформатор подключен для работы на 480 В.

ТРАНСФОРМАТОРЫ УПРАВЛЕНИЯ

Другой распространенный тип изолирующего трансформатора, встречающийся в промышленности. — управляющий трансформатор (РИС.22). Трансформатор управления снижает линейное напряжение до значения, необходимого для работы цепей управления. Большинство общий тип управляющего трансформатора содержит две первичные обмотки и одну вторичный. Первичные обмотки обычно рассчитаны на 240 В каждая, и вторичный на 120 В.

Такое расположение обеспечивает соотношение витков 2: 1 между каждой первичной обмоткой. обмотки и вторичные. Например, предположим, что каждый из основных обмотка содержит 200 витков провода.Вторичный будет содержать 100 витков проволоки.

Одна из первичных обмоток на фиг. 23 обозначен как h2 и h3. Другой обозначается h4 и h5.

Вторичная обмотка имеет маркировку X1 и X2. Если первичная обмотка трансформатора должен быть подключен к 240 В, две первичные обмотки будут подключены параллельно, соединив h2 и h4 вместе, а h3 и h5 вместе. Когда первичные обмотки соединены параллельно, приложено одинаковое напряжение через обе обмотки.Эффект такой же, как и при использовании одной первичной обмотки. всего 200 витков провода. Поддерживается передаточное число 2: 1, а вторичное напряжение 120 В.

Если трансформатор должен быть подключен к напряжению 480 В, две первичные обмотки будут соединены последовательно путем соединения h3 и h4 вместе (фиг. 24). Входящая мощность подключена к h2 и h5.

Последовательное соединение первичных обмоток увеличивает количество витков в первичный до 400.Таким образом получается передаточное число 4: 1. При подключении 480 В к первичному, вторичное напряжение остается на уровне 120.

Первичные выводы управляющего трансформатора обычно перекрестно соединены, как показано на фиг. 25, поэтому можно использовать металлические перемычки для подключения первичного для работы на 240 или 480 В. Если первичная обмотка должна быть подключена на 240 В При работе металлические звенья соединяются под винтами, как показано на РИС. 26.

Обратите внимание, что выводы h2 и h4 соединены вместе, а выводы h3 и h5 связаны вместе.

Сравните это соединение с соединением, показанным на РИС. 23.

Если трансформатор должен быть подключен для работы на 480 В, клеммы h3 и h4 соединены, как показано на фиг. 27. Сравните эту связь с соединение, показанное на фиг. 24.


РИС. 25 Перекрещены первичные обмотки управляющего трансформатора.


РИС. 26 Металлические перемычки соединяют трансформатор для работы на 240 В.


РИС. 27 Управляющий трансформатор подключен для работы на 480 В.


РИС. 28 Ядро трехфазного трансформатора
мощностью 600 МВА. В Houston Lighting and Power.


РИС. 29 Трансформатор с сердечником.


РИС. 32 Тороидальный трансформатор.


РИС. 30 Трансформатор корпусного типа.


РИС. 31 Трансформатор с сердечником типа Н.

ТИПЫ СЕРДЕЧНИКОВ ТРАНСФОРМАТОРА

В конструкции используются сердечники нескольких типов. трансформаторов.Большинство сердечников изготовлено из тонких стальных перфорированных пластин. вместе, чтобы сформировать прочную металлическую основу. Ядро на 600 МВА (мега-ампер) трехфазный трансформатор показан на фиг. 28. Ламинированные сердечники предпочтительны. потому что на поверхности каждой пластинки образуется тонкий слой оксида и действует как изолятор, чтобы уменьшить образование вихревых токов внутри основной материал. Количество основного материала, необходимого для конкретного трансформатор определяется номинальной мощностью трансформатора, но он должно быть достаточно для предотвращения насыщения при полной нагрузке.

Тип и форма сердечника обычно определяют количество магнитных связь между обмотками и в некоторой степени эффективность трансформатор.

Трансформатор, показанный на фиг. 29 известен как трансформатор с сердечником. Обмотки размещены вокруг каждого конца материала сердечника.

Трансформатор корпусного типа сконструирован аналогично сердечнику. тип, за исключением того, что тип оболочки имеет металлический сердечник через середину окна (РИС.30). Первичная и вторичная обмотки намотаны вокруг центральной части сердечника с ближайшей обмоткой низкого напряжения к металлической сердцевине. Такое расположение позволяет окружать трансформатор. сердечником и обеспечивает отличную магнитную связь. Когда трансформатор находится в рабочем состоянии, весь магнитный поток должен проходить через центральный сердечник кусок. Затем он разделяется на две части внешнего сердечника.

Сердечник H-типа, показанный на фиг. 31 аналогичен сердечнику оболочечного типа в что у него есть железный сердечник через его центр, вокруг которого первичная и вторичные обмотки намотаны.Однако сердечник H окружает обмотки. с четырех сторон вместо двух. Этот дополнительный металл помогает уменьшить случайную утечку поток и повысить эффективность трансформатора.

Сердечник типа H часто используется в высоковольтных распределительных трансформаторах.

Сердечник с ленточной намоткой или сердечник тороида (РИС. 32) сконструирован плотно наматывание одной длинной непрерывной ленты из кремнистой стали в спираль. Кассета могут или не могут быть размещены в пластиковом контейнере, в зависимости от области применения.Этот тип сердечника не требует стальных перфораций, соединенных вместе. Поскольку сердечник представляет собой одну непрерывную металлическую часть, утечка потока сохраняется. до минимума. Рассеивание потока — это линии магнитного потока, которые не следуют металлический сердечник и теряются в окружающем воздухе. Ленточный сердечник является одним из наиболее эффективных доступных дизайнов сердечников.


РИС. 32

ПУСКОВОЙ ТОК ТРАНСФОРМАТОРА

Реактор — это дроссель, используемый для добавления индуктивности в цепь.Несмотря на то что трансформаторы и реакторы являются индуктивными устройствами, есть отличное разница в их эксплуатационных характеристиках. Реакторы часто подключаются последовательно с нагрузкой с низким сопротивлением для предотвращения пускового тока (величина тока, протекающего при первоначальном подаче питания на схему) от становится чрезмерным (РИС. 33). Трансформаторы, однако, могут производить чрезвычайно высокие пусковые токи при первом подаче питания на первичную обмотку. Тип сердечника, используемого при создании катушек индуктивности и трансформаторов, в первую очередь отвечает за эту разницу в характеристиках.


РИС. 33 Реакторы помогают предотвратить чрезмерный пусковой ток при первом включении питания.


РИС. 34 Автотрансформатор имеет только одну обмотку, которая используется для обеих первичный и вторичный.

АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ

Автотрансформаторы — это однообмоточные трансформаторы.

Они используют одну и ту же обмотку как для первичной, так и для вторичной обмотки. Главная обмотка на фиг. 34 находится между точками B и N и имеет напряжение 120 В. применяется к нему.Между точками B и N 120 витков провода. Теперь Предположим, что селекторный переключатель установлен в положение D. Теперь нагрузка подключена. между точками D и N. Вторичная обмотка этого трансформатора содержит 40 витков проволоки. Если необходимо вычислить величину напряжения, приложенного к нагрузке, можно использовать следующую формулу.

EP ES

= NP NS 120 ES

= 120 40120 ES = 4800 ES = 40 В

Предположим, что нагрузка, подключенная к вторичной обмотке, имеет импеданс 10 Ом.Величину тока во вторичном контуре можно вычислить. по формуле

I = E Z I = 40 10 I = 4A

Первичный ток можно вычислить по той же формуле, которая использовалась для вычисления первичного тока для изоляционного трансформатора.

EP ES

= IS IP 120 40

= 4 IP 120 IP = 160 IP = 1: 333 A

Количество потребляемой и выходной мощности автотрансформатора должно быть равным так же, как и в изолирующем трансформаторе.

Начальное Среднее

120 _ 1: 333 = 160 ВА 40 _ 4 = 160 ВА Теперь предположим, что поворотный переключатель подключен к точке А. Теперь нагрузка подключена к 160 виткам провода. Напряжение, приложенное к нагрузке, можно рассчитать с помощью

.

EP ES

= NP NS 120 ES

= 120160120 ES = 19200 ES = 160 В

===

ДЕРЖАТЕЛЬ ЩЕТКИ ВАЛА УГЛЕРОДНАЯ ЩЕТКА POWERKOTE COIL CORE ПОДШИПНИКИ ОСНОВНОГО ВАЛА КОНЦЕВЫЕ ФОРМЫ РАДИАТОРА ПОЗОЛОЧЕННАЯ ПЛАТА КОММУТАТОРА


РИС.35 Powerstat в разрезе.

===

Обратите внимание, что автотрансформатор, как и изолирующий трансформатор, может быть либо повышающий, либо понижающий трансформатор.

Если поворотный переключатель, показанный на РИС. 34 были удалены и заменены скользящий ответвитель, который контактировал непосредственно с обмоткой трансформатора, соотношение оборотов можно регулировать непрерывно.

Этот тип трансформатора обычно называют Variac или Powerstat, в зависимости от производителя.Вид в разрезе переменного автотрансформатора показан на фиг. 35. Обмотки намотаны на ленточный тороид. ядро внутри пластикового корпуса. Вершины обмоток плоско фрезерованы. для обеспечения коммутатора. Угольная щетка контактирует с обмотками.

Автотрансформаторы

часто используются энергетическими компаниями для обеспечения малых увеличивать или уменьшать линейное напряжение. Они помогают регулировать напряжение к большим линиям электропередач. Трехфазный автотрансформатор показан на фиг.36. Этот трансформатор находится в корпусе, заполненном трансформаторным маслом, который действует как охлаждающая жидкость и предотвращает образование влаги в обмотках.

У автотрансформатора есть один недостаток. Поскольку нагрузка подключена с одной стороны линии электропередачи, между входящими мощность и нагрузка. Это может вызвать проблемы с некоторыми типами оборудования. и это необходимо учитывать при проектировании энергосистемы.

ПОЛЯРНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА

Чтобы понять полярность трансформатора, напряжение, создаваемое на обмотке. необходимо учитывать в какой-то момент времени.В цепи переменного тока 60 Гц напряжение меняет полярность 60 раз в секунду. При обсуждении трансформатора полярности, необходимо учитывать взаимосвязь между разными обмотки в один и тот же момент времени. Следовательно, предполагается, что этот момент времени — когда создается пиковое положительное напряжение поперек обмотки.


РИС. 36 Трехфазный автотрансформатор.


РИС. 37 точек полярности трансформатора.


РИС.38 Знаков полярности для нескольких вторичных обмоток.


РИС. 39 Соединение вторичной и первичной обмоток образует автотрансформатор.


РИС. 40 Перерисовка соединения.

МАРКИРОВКА ПОЛЯРНОСТИ ПО СХЕМЕ

Когда трансформатор показан на принципиальной схеме, это обычная практика. чтобы указать полярность обмоток трансформатора, поставив точку рядом с один конец каждой обмотки, как показано на фиг. 37.

Эти точки означают, что в этот момент полярность одинакова. для каждой обмотки.Например, предположим, что напряжение, приложенное к первичной обмотка имеет максимальное положительное значение на клемме, обозначенной значком точка. Напряжение на точечном выводе вторичной обмотки будет на пике. положительное значение одновременно.

Этот же тип обозначения полярности используется для трансформаторов, имеющих более одной первичной или вторичной обмотки. Пример трансформатора с мульти-вторичной обмоткой показано на фиг. 38.


РИС. 41 Размещение точек полярности для обозначения аддитивной полярности.


РИС. 43 Стрелки указывают расположение точек полярности.


РИС. 42 точки полярности указывают на вычитающую полярность.


РИС. 44 Значения стрелок складываются, чтобы указать аддитивную полярность (усиление связь).

ДОБАВИТЕЛЬНАЯ И СУБТРАКТИВНАЯ ПОЛЯРНОСТИ

Полярность обмоток трансформатора определяется подключением их в качестве автотрансформатора и тестирования на аддитивную или вычитающую полярность, часто называют повышающим или понижающим соединением.

Это делается путем подключения одного вывода вторичной обмотки к одному выводу первичной обмотки и измерения напряжения на обеих обмотках (фиг. 39). В Трансформатор, показанный в примере, имеет номинальное первичное напряжение 120 В. и номинальное вторичное напряжение 24 В. Эта же схема была перерисована на фиг. 40, чтобы более четко показать связь. Обратите внимание, что вторичный обмотка была подключена последовательно с первичной обмоткой.

Трансформатор теперь содержит только одну обмотку и, следовательно, является автотрансформатором.При подаче 120 В на первичную обмотку вольтметр подключен на вторичной обмотке будет указывать либо сумму двух напряжений, либо разница между двумя напряжениями. Если этот вольтметр показывает 144 V (120) 24 = 144) обмотки подключаются аддитивно (повышают), а полярность точки могут быть размещены, как показано на фиг. 41. Отметим в этой связи, что вторичное напряжение добавляется к первичному напряжению.

Если вольтметр, подключенный к вторичной обмотке, показывает напряжение на 96 В (120 _ 24 = 96) обмотки подключены вычитающим (понижающим), и точки полярности размещены, как показано на фиг.42.

РАСПОЛОЖЕНИЕ ТОЧЕК СТРЕЛКАМИ

Чтобы помочь в понимании аддитивной и вычитающей полярности, стрелки может использоваться для указания направления больше или меньше значений. На фиг. 43, стрелки были добавлены, чтобы указать направление, в котором точка должна быть размещена.

В этом примере трансформатор подключен аддитивно или повышающе, и обе стрелки указывают в одном направлении. Обратите внимание, что стрелка указывает в точку.На фиг. 44 видно, что значения двух стрелок добавляют к производят 144 В.

На ФИГ. 45 стрелки были добавлены к вычитающей или понижающей связи. В этом случае стрелки указывают в противоположных направлениях, а напряжение один пытается отменить напряжение другого. В результате меньшее значение удаляется, а большее значение уменьшается, как показано на ИНЖИР. 46. ​​


РИС. 47 На холостом ходу первичный ток отстает от напряжения на 90 °.


РИС. 46 Стрелки указывают на вычитающую полярность.


РИС. 45 Значения стрелок вычитаются (соединение понижения).


РИС. 48 Вторичное напряжение отстает от первичного тока на 90 °.

ОТНОШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА В ТРАНСФОРМАТОРЕ

Когда первичная обмотка трансформатора подключена к источнику питания, но нет нагрузка подключена к вторичной обмотке, ток ограничен индуктивным сопротивлением первичной.В настоящее время трансформатор представляет собой индуктор, и ток возбуждения отстает от приложенного напряжения на 90 ° (ФИГ. 47). Первичный ток вызывает напряжение во вторичной обмотке.

Это индуцированное напряжение пропорционально скорости изменения тока. Вторичное напряжение будет максимальным в периоды, когда первичное ток меняется больше всего (0 °, 180 ° и 360 °), и он будет равен нулю когда первичный ток не меняется (90 ° и 270 °).Сюжет о первичный ток и вторичное напряжение показывает, что вторичное напряжение отстает от первичного тока на 90 ° (РИС. 48). Поскольку вторичное напряжение отстает от первичного тока на 90 °, а приложенное напряжение опережает первичный ток на 90 °, вторичное напряжение на 180 ° не совпадает по фазе с приложенным напряжение и синфазно с наведенным напряжением в первичной обмотке.

ДОБАВЛЕНИЕ НАГРУЗКИ К ВТОРИЧНОМУ

Когда нагрузка подключена к вторичной обмотке, ток начинает течь.Потому что трансформатор является индуктивным устройством, вторичный ток отстает от вторичное напряжение на 90 °. Поскольку вторичное напряжение отстает от первичного ток на 90 °, вторичный ток на 180 ° не совпадает по фазе с первичным ток (РИС. 49).

Ток вторичной обмотки вызывает противодействующее напряжение во вторичной обмотке. обмотки, противостоящие противодавлению, индуцированному в первичной обмотке.

Противодавление вторичного напряжения ослабляет первичное и позволяет больше первичного тока, чтобы течь.По мере увеличения вторичного тока первичный ток увеличивается пропорционально.

Поскольку вторичный ток вызывает уменьшение производимого противодавления в первичной обмотке ток первичной обмотки меньше ограничивается индуктивным реактивное сопротивление и многое другое за счет сопротивления обмоток при добавлении нагрузки к вторичный. Ваттметр, подключенный к первичной обмотке, покажет, что истинная мощность увеличивается по мере добавления нагрузки к вторичной обмотке.

===

ПРИЛОЖЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ВТОРИЧНЫЙ ТОК ПЕРВИЧНЫЙ ТОК ВТОРИЧНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ


РИС.49 Соотношение напряжения и тока первичной и вторичной обмоток обмотки.

===


РИС. 50 Проверка трансформатора омметром.

===

ИСПЫТАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА

Для определения состояния трансформатора можно провести несколько тестов. Простой тест на заземление, замыкание или обрыв можно выполнить с помощью омметра. (РИС. 50). Омметр A подключается к одному проводу первичной обмотки и к одному свинец вторичного.

Этот тест проверяет наличие короткого замыкания между первичной и вторичной обмотками. Омметр должен показывать бесконечность. Если первичных несколько или вторичной обмотки, все изолированные обмотки должны быть проверены на короткое замыкание. Омметр B показывает проверку обмоток на массу. Один из лидеров омметр подключается к корпусу трансформатора, а другой подключен к обмотке. Все обмотки должны быть проверены на заземление, и омметр должен показывать бесконечность для каждой обмотки.Омметр C показывает проверка обмоток на непрерывность. Сопротивление провода обмотки должен отображаться омметром.

Если трансформатор находится в хорошем состоянии после омметра Затем его следует проверить на замыкание и заземление с помощью мегомметра. MEGGER обнаружит проблемы с пробоем изоляции, которые омметр не буду. Состояние диэлектрического масла в больших маслонаполненных трансформаторах следует проверять через определенные промежутки времени.Это включает в себя выборку масла и проведения испытаний на электрическую прочность и загрязнение.

ПАРАМЕТРЫ ТРАНСФОРМАТОРА

У большинства трансформаторов есть паспортная табличка с информацией о трансформаторе. Приведенная информация обычно определяется размером, типом и производителем. Почти на всех паспортных табличках указаны первичное напряжение, вторичное напряжение и Номинальная мощность в кВА (киловольт-ампер). Трансформаторы рассчитаны на киловольт-амперы и не киловатты, потому что истинная мощность определяется коэффициентом мощности нагрузки.Другая информация, которая может быть указана или не указана, — это частота, превышение температуры в C °, полное сопротивление, тип изоляционного масла, галлоны изоляционного материала масло, серийный номер, номер типа, номер модели, и есть ли у трансформатора однофазный или трехфазный.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО ТОКА

На паспортной табличке не указаны текущие характеристики обмоток. С потребляемая мощность должна быть равна выходной мощности, номинальный ток обмотки можно определить, разделив номинальную мощность в кВА на напряжение обмотки.Для Например, предположим, что трансформатор имеет номинальную мощность 0,5 кВА, первичное напряжение 480 В, а вторичное напряжение 120 В. Для определения максимального тока который может поставляться вторичным, разделите рейтинг KVA на вторичный Напряжение.

IS = кВА ES IS = 500120 IS = 4:16 A

Таким же образом можно рассчитать первичный ток.

IP = кВА EP IP = 500 480 IP = 1:04 A

Трансформаторы с несколькими вторичными обмотками обычно имеют ток рейтинг указан вместе с номинальным напряжением.

++++++++++

ПРИМЕР 1

Предположим, что трансформатор, показанный на фиг. 51 — 2400/480 вольт 15 кВА трансформатор. Чтобы определить полное сопротивление трансформатора, сначала вычислите номинальный ток полной нагрузки вторичной обмотки.

I5 ВА E I5 15000 480 I531: 25 А

Далее увеличиваем напряжение источника, подключенного к высоковольтной обмотке. до тех пор, пока в обмотке низкого напряжения не протечет ток 31,25 ампер.Предполагать что значение напряжения составляет 138 вольт. Наконец, определите процент приложенного напряжения по сравнению с номинальным напряжением.

% Напряжение источника Z5 номинальное напряжение 3100

% Z5 138 2400 3100

% Z50: 05753100

% Z55: 75 Полное сопротивление этого трансформатора составляет 5,75%.

Импеданс трансформатора является основным фактором при определении величины напряжения. падение трансформатора в промежутке между холостым ходом и полной нагрузкой, а также при определении количество тока, протекающего в условиях короткого замыкания.Короткое замыкание ток можно рассчитать по формуле (Однофазный) ISC 5 ВА E3% Z Формула определения тока в однофазной цепи — I5 ВА. E Приведенную выше формулу для определения тока короткого замыкания можно изменить. чтобы показать, что ток короткого замыкания можно вычислить, разделив номинальный вторичный ток% Z.

ISC 5 I Оценка% Z

++++++++++

ПРИМЕР 2

Однофазный трансформатор рассчитан на 50 кВА и имеет вторичное напряжение. 240 вольт.Паспортная табличка показывает, что трансформатор имеет внутреннюю импеданс (% ИЗ) 2,5%. Какой ток короткого замыкания у этого трансформатора? I Вторичный 5 50,000 240 I Вторичный 5208: 3 ампера I Короткое замыкание 5 208: 3

% Z I Короткое замыкание 5 208: 3

0: 025 I Короткое замыкание 58,333: 3 ампера Иногда необходимо вычислить величина тока короткого замыкания при определении правильного номинала предохранителя для схемы. Предохранитель должен иметь достаточно высокий рейтинг прерывания. для устранения неисправности в случае короткого замыкания.

++++++++++

===

ИСТОЧНИК ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВОЛЬТМЕТР ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ОБМОТКА НИЗКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ АММЕТРА


РИС. 51 Определение импеданса трансформатора.

===

ТРАНСФОРМАТОР ИМПЕДАНС

Импеданс трансформатора определяется физической конструкцией трансформатор. Такие факторы, как количество и тип материала сердечника, проволоки размер, используемый для создания обмоток, количество витков и степень магнитного поля. соединение между обмотками сильно влияет на импеданс трансформатора.

Импеданс выражается в процентах (% Z или% IZ) и измеряется путем подключения короткое замыкание низковольтной обмотки трансформатора и затем подключение источника переменного напряжения к высоковольтной обмотке, фиг. 51. Затем переменное напряжение увеличивают до тех пор, пока номинальный ток не течет в обмотка низкого напряжения. Импеданс трансформатора определяется путем расчета процент переменного напряжения по сравнению с номинальным напряжением обмотка высокого напряжения.

РЕЗЮМЕ

• Все значения напряжения, тока и импеданса в трансформаторе пропорциональны. к коэффициенту оборотов.

• Трансформаторы могут изменять значения напряжения, тока и импеданса, но не может изменить частоту.

• Первичная обмотка трансформатора подключена к линии электропередачи.

• Вторичная обмотка подключена к нагрузке.

• Трансформатор, напряжение вторичной обмотки которого ниже, чем напряжение первичной обмотки. понижающий трансформатор.

• Трансформатор с более высоким вторичным напряжением, чем первичное. — повышающий трансформатор.

• Изолирующий трансформатор электрически имеет первичную и вторичную обмотки. и механически отделены друг от друга.

• Когда катушка индуцирует в себе напряжение, это называется самоиндукцией.

• Когда одна катушка наводит напряжение на другую катушку, это называется взаимным индукция.

• Трансформаторы могут иметь очень высокий пусковой ток при первом подключении. к линии электропередачи из-за наличия магнитных доменов в материале сердечника.

• Индукторы создают воздушный зазор в материале сердечника, который вызывает магнитные домены для сброса в нейтральное положение.

• Автотрансформаторы имеют только одну обмотку, которая используется как первичные и вторичный.

• Автотрансформаторы имеют недостаток в том, что они не имеют изоляции линии. между первичной и вторичной обмотками.

• Изолирующие трансформаторы помогают фильтровать скачки напряжения и тока между первичная и вторичная стороны.

• На принципиальные схемы часто добавляются точки полярности для обозначения трансформатора. полярность.

• Трансформаторы можно подключать с добавлением или вычитанием полярности.

ВИКТОРИНА:

1. Что такое трансформатор?

2. Каков общий КПД трансформаторов?

3. Что такое изолирующий трансформатор?

4. Все значения трансформатора пропорциональны его.

5. Что такое автотрансформатор?

6.В чем недостаток автотрансформатора?

7. Объясните разницу между повышающим и понижающим трансформатором.

8. Трансформатор имеет первичное напряжение 240 В и вторичное напряжение. 48 В. Какое отношение витков у этого трансформатора?

9. Трансформатор имеет мощность 750 ВА. Первичное напряжение 120 В. Что такое первичный ток?

10. Трансформатор имеет коэффициент трансформации 1: 6. Первичный ток 18 А.Что такое вторичный ток?

11. Что означают точки рядом с выводами трансформатора? изобразить на схеме? 12. Трансформатор имеет номинальное напряжение первичной обмотки. 240 В и номинальное вторичное напряжение 80 В. Если обмотки были подключены после вычитания, какое напряжение появится на всем соединении?

12 должны были быть подключены аддитивно, какое напряжение появилось бы на всю обмотку?

13. Если речь идет об обмотках трансформатора

14.Первичные выводы трансформатора обозначены цифрами 1 и 2. Вторичные выводы провода обозначены 3 и 4. Если точки полярности размещены рядом с выводами 1 и 4, какой вторичный провод будет подключен к клемме 2 для подключения добавка?

ПРОБЛЕМЫ ПРАКТИКИ


См. РИС. 52, чтобы ответить на следующие вопросы. Найдите все недостающее ценности.

1.

EP 120 ES 24 IP IS NP 300 NS Соотношение Z = 3 Ом 2.

EP 240 ES 320 IP IS NP NS 280 Коэффициент Z = 500 Ом 3.

EP ES 160 IP IS NP NS 80 Соотношение 1: 2,5 Z = 12 Ом 4.

EP 48 ES 240 IP IS NP 220 NS Коэффициент Z = 360 Ом 5.

EP ES IP 16.5 IS 3.25 NP NS 450 Коэффициент Z = 56 Ом 6.

EP 480 ES IP IS NP 275 NS 525 Коэффициент Z = 1,2 кОм.

См. РИС. 53, чтобы ответить на следующие вопросы. Найдите все недостающее ценности.

7.

EP 208 ES1 320 ES2 120 ES3 24 IP IS1 IS2 IS3 NP 800 NS1 NS2 NS3 Соотношение 1: Соотношение 2: Соотношение 3:

R1 12 кОм, R2 6 O R3 8 O 8.

EP 277 ES1 480 ES2 208 ES3 120 IP IS1 IS2 IS3 NP 350 NS1 NS2 NS3 Соотношение 1: Соотношение 2: Соотношение 3:

R1 200 O R2 60 O R3 24 O


РИС. 52 Практические проблемы изолирующего трансформатора.


РИС. 53 Однофазный трансформатор с несколькими вторичными обмотками.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

1. Вы работаете на промышленном предприятии. Необходимо установить однофазный трансформатор. На заводской табличке трансформатора указана следующая информация:

Первичное напряжение — 13,800 Вторичное напряжение — 240 Полное сопротивление — 5% кВА — 150 Вторичный предохранитель рассчитан на перегрузку 800 А и номинал прерывания. 10000 А.Достаточен ли рейтинг прерывания для этой установки?

2. Вы работаете на промышленном предприятии.

Электропитание мостового крана составляет 480 В переменного тока. Электрический тормоз на подъемнике работает от 240 В. Тормоз рассчитан на ток 3,5 А. установите трансформатор, чтобы снизить напряжение с 480 В до 240 В. Номинальная мощность в кВА трансформатор должен быть как минимум на 115% больше ожидаемой нагрузки. Части В номере есть трансформаторы следующих размеров: 0.025 кВА, 0,05 кВА, 0,1 кВА, 0,5 кВА, 1 кВА, 1,25 кВА, 1,5 кВА и 2 кВА. Какие из доступных трансформаторы следует использовать для этой установки?

% PDF-1.4 % 317 0 объект > эндобдж xref 317 103 0000000016 00000 н. 0000003030 00000 н. 0000003189 00000 н. 0000003905 00000 н. 0000003932 00000 н. 0000004083 00000 н. 0000004223 00000 п. 0000004362 00000 п. 0000004680 00000 н. 0000009063 00000 н. 0000009553 00000 н. 0000010159 00000 п. 0000010810 00000 п. 0000011212 00000 п. 0000014505 00000 п. 0000014720 00000 п. 0000015341 00000 п. 0000015819 00000 п. 0000015846 00000 п. 0000015958 00000 п. 0000016072 00000 п. 0000016690 00000 п. 0000016945 00000 п. 0000017551 00000 п. 0000018066 00000 п. 0000019865 00000 п. 0000019999 00000 п. 0000020373 00000 п. 0000022403 00000 п. 0000022705 00000 п. 0000026427 00000 н. 0000026949 00000 п. 0000027445 00000 п. 0000030582 00000 п. 0000030839 00000 п. 0000034367 00000 п. 0000037780 00000 п. 0000037918 00000 п. 0000038061 00000 п. 0000038237 00000 п. 0000042048 00000 н. 0000045621 00000 п. 0000049551 00000 п. 0000049930 00000 н. 0000050206 00000 п. 0000084076 00000 п. 0000097844 00000 п. 0000097943 00000 п. 0000098013 00000 п. 0000098088 00000 п. 0000098158 00000 п. 0000098242 00000 п. 0000100619 00000 п. 0000100866 00000 н. 0000101036 00000 н. 0000101063 00000 н. 0000101363 00000 н. 0000101433 00000 н. 0000101527 00000 н. 0000111934 00000 н. 0000112203 00000 н. 0000112478 00000 н. 0000112505 00000 н. 0000112892 00000 н. 0000112962 00000 н. 0000113057 00000 н. 0000121807 00000 н. 0000122096 00000 н. 0000122402 00000 н. 0000122429 00000 н. 0000122837 00000 н. 0000122907 00000 н. 0000123003 00000 п. 0000133824 00000 н. 0000134075 00000 н. 0000134373 00000 н. 0000134400 00000 н. 0000134840 00000 н. 0000136144 00000 н. 0000136507 00000 н. 0000137552 00000 н. 0000137848 00000 н. 0000161658 00000 н. 0000161920 00000 н. 0000162277 00000 н. 0000173027 00000 н. 0000173066 00000 н. 0000187490 00000 н. 0000187529 00000 н. 0000194581 00000 н. 0000194620 00000 н. 0000201672 00000 н. 0000201711 00000 н. 0000203432 00000 н. 0000203471 00000 н. 0000210323 00000 п. 0000210362 00000 п. 0000213596 00000 н. 0000213635 00000 н. 0000311140 00000 н. 0000314161 00000 п. 0000002849 00000 н. 0000002356 00000 п. трейлер ] / Назад 426212 / XRefStm 2849 >> startxref 0 %% EOF 419 0 объект > поток hb«g`

Разница между измерительными и защитными трансформаторами тока (ТТ):

Пожалуйста, поделитесь и распространите слово:

Измерительные и защитные трансформаторы тока:

Измерительные и защитные трансформаторы тока — это разные типы трансформаторов тока с различные свойства.

  • Трансформаторы тока используются как для измерения, так и для защиты.
  • Путем уменьшения первичного тока энергосистемы до более низкого значения ТТ используется для измерения или измерения.
  • По разрешению использование стандартного номинального тока для вторичного оборудования CT используется в целях защиты.
  • Измерение и защита Трансформаторы тока ТТ, используемые для измерения и защиты, имеют разные свойства.

Ниже приведены основные различия между ними.

Измерительные трансформаторы тока:
  1. Они отмечаются желтым цветом в цепи.
  2. Пределы четко определены.
  3. Они требуют хорошей точности до примерно 120% номинального тока.
  4. Требуется низкий уровень насыщения для защиты инструментов, поэтому используйте сердечник из никелево-железного сплава с низким током возбуждения и точкой перегиба при низкой плотности магнитного потока.
  5. Измерительные трансформаторы тока подразделяются на различные классы на основании максимально допустимой погрешности в процентах при номинальном токе.
  6. Классы определены как класс 0,1, класс 0,2, класс 0,5, класс 1, класс 3, класс 5.

Измерительный трансформатор тока

Защитные трансформаторы тока:

Доступны два типа защитных трансформаторов тока. . Один из них — это ТТ с нормальной защитой, а другой — ТТ со специальной защитой.

Нормальная защита C.Ts: Они используются для подачи входных сигналов на реле, таких как перегрузка по току и замыкание на землю, для обеспечения защиты фидеров, двигателей и т. Д.

  1. Они выделяются коричневым цветом в цепи.
  2. Работа в широком диапазоне токов.
  3. Точность не так важна, как измерение трансформаторов тока.
  4. Требуется точность, во много раз превышающая номинальный ток, поэтому используйте текстурированную кремнистую сталь с высокой плотностью потока насыщения.
  5. Защитные СТ классифицируются по различным классам
  6. Классы определены как 5P20, 10P20…

Здесь 5P20 означает

5 ->% Ошибка

P-> Класс защиты

20-> 20 раз номинальный ток

Означает, что при прохождении через трансформатор тока 20-кратного номинального тока погрешность вторичного тока может составлять ± 5%.


Protection C.T

Трансформаторы тока класса PS [специального назначения]:

Трансформаторы класса PS

— это специальные защитные трансформаторы тока. Они используются там, где требуемые характеристики трансформаторов тока не могут быть удобно выражены в терминах обычных трансформаторов тока защиты, таких как трансформаторы тока классов 5P, 10P и 15P.

Типичные применения включают схемы дифференциальной и ограниченной защиты от замыканий на землю.

Защита класса PS CT


Напряжение точки перегиба является очень важным фактором при проектировании трансформаторов этого типа.

Давайте посмотрим, что такое напряжение в точке колена.

Напряжение в точке перегиба — это синусоидальное напряжение номинальной частоты, приложенное к вторичным клеммам трансформатора тока, все остальные обмотки разомкнуты, что при увеличении на 10 процентов вызывает увеличение возбуждающего тока на 50 процентов.

Производительность трансформатора тока зависит от указанного минимального напряжения в точке перегиба.

Специальные характеристики трансформаторов тока PS-класса:

  1. Коэффициент трансформации должен численно совпадать с номинальным коэффициентом трансформации.
  2. Погрешность передаточного числа не должна превышать ± 25 процентов.
  3. Напряжение в точке перегиба не должно быть меньше указанного номинального напряжения в точке перегиба.
  4. Возбуждающий ток не должен быть больше максимального возбуждающего тока при номинальном напряжении в точке перегиба или в указанной его части.
  5. Если указано, сопротивление вторичной обмотки, скорректированное до 75 o C, не должно быть больше указанного значения.

Для этого типа трансформаторов тока испытание напряжения в точке перегиба должно выполняться в дополнение к стандартным и типовым испытаниям.

Параметры ТК 270. Силовые трансформаторы на все случаи жизни

Силовые трансформаторы ТС-270, СТ-270 изготавливались на разъемных О-образных стержневых сердечниках из стальной ленты Э-320 сечением 25х50 мм и предназначались для установки в цветных ламповых или лампово-полупроводниковых телевизорах.У трансформаторов ТСА-270 сердечник немного меньше и имеет сечение 25х45 мм.
Номинальная мощность трансформаторов 270 Вт. Подключение первичной обмотки трансформаторов к сети 220 вольт производится на клеммы 1 и 1 «, при этом клеммы 2 и 2» замкнуты.
Первичная обмотка этих трансформаторов последних выпусков может быть сделана только на 220 вольт (вывод 3 отсутствует).

Обратите внимание, что приведенные здесь данные обмотки могут отличаться.к имеющимся у вас трансформаторам в связи с изменениями технических характеристик, заводов-изготовителей, течением времени и других условий, и их следует брать только за основу. Если вам нужно более точно определить количество витков обмоток вашего трансформатора, намотайте дополнительную обмотку с известным количеством витков, измерьте на ней напряжение и рассчитайте свой трансформатор по полученным данным.

Рисунок 1.
Внешний вид трансформаторов ТС-270, СТ-270.

Эти трансформаторы имеют несколько модификаций, и все они взаимозаменяемы. Это трансформаторы типа ТС-270-1, ТС-270-2, ТСА-270-1, ТСА-270-2, СТ-270-1. Силовые трансформаторы TSA отличаются от трансформаторов TS тем, что их обмотки выполнены из алюминиевого провода. Это было сделано для удешевления серийных трансформаторов.
Схема трансформаторов показана на рисунке 2, данные обмоток и электрические характеристики трансформаторов приведены в таблице 1.

Рисунок 2.
Схема трансформаторов ТС-270, СТ-270.

Таблица 1. Данные обмоток и электрические параметры трансформаторов типа ТС-270, СТ-270.

Тип трансформатора

Количество витков

Марка и диаметр проволоки, мм

Сопротивление быстро. ток, Ом

Напряжение, ном.V

Ток, нет. A

Номер выводы

ТС-270-1
ТС-270-2
СТ-270-1

I
I «
II
II»
III
III «
IV
IV»
V
V «
VI
VI»
Vii
VII «
VIII
VIII»
IX
IX «

1-2-3
1 «-2» -3 «
9-4-14
9″ -4 «-14»
5-15
5 «-15»
6-16
6 «-16»
7-17
7 «-17»
8-18
8 «-18»
10-20
10 «-20»
11-21
11 «-21»
12-22
12 «-22»

275 + 43
275 + 43
6 + 315
6 + 315
183
183
183
183
247
247
42
42
8,5
8,5
9
9
9
9

ПЭВ-1 0.85
ПЭВ-1 0,85
ПЭВ-1 0,5
ПЭВ-1 0,5
ПЭВ-1 0,31
ПЭВ-1 0,31
ПЭВ-1 0,31
ПЭВ-1 0,31
ПЭВ-1 0,2
ПЭВ-1 0,2
ПЭВ-1 0,91
ПЭВ-1 0,91
ПЭВ-1 0,75
ПЭВ-1 0,75
ПЭВ-1 1,12
ПЭВ-1 1,12
2хПЭВ-1 0,85
2хПЭВ-1 0,85

1,7 + 0,3
1,7 + 0,3
0,1 + 15
0,1 + 15
5,2
5,2
5,2
5,2
35
35
0 , 2
0,2
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1

110 + 17
110 + 17
2,2 + 122
2,2 + 122
71
71
71
71
97
97
16,5
16,5
3,3
3,3
3 , 3
3,3
3,4
3,4

1,25
1,25
0,4
0,4
0,2
0,2
0,2
0,2
0,07
0,07
1,85
1,85
0 , 9
0,9
2,1
2,1
2,95
2,95

TCA-270-1
TCA-270-2

I
I «
II
II»
III
III «
IV
IV»
V
V «
VI
VI»
Vii
VII «
VIII
VIII»
IX
IX «

1-2-3
1 «-2» -3 «
9-4-14
9″ -4 «-14»
5-15
5 «-15»
6-16
6 «-16»
7-17
7 «-17»
8-18
8 «-18»
10-20
10 «-20»
11-21
11 «-21»
12-22
12 «-22»

274 + 42
274 + 42
6 + 315
6 + 315
182,5
182,5
182,5
182,5
250,5
250,5
42
42
8,5
8 , 5
9
9
9
9

ПЕВА 1.16
PEVA 1,16
PEVA 0,67
PEVA 0,67
PEV-1 0,35
PEV-1 0,35
PEV-1 0,35
PEV-1 0,35
PEV-1 0,21
PEV-1 0,21
PEVA 1,16


PEVA
PEVA 1,16 PEVA 0,93
PEVA 1,16
PEVA 1,16
2хPEVA 1,16
2хPEVA 1,16

1,2 + 0,2
1,2 + 0,2
0,1 + 12
0,1 + 12
4,8
4,8
4,8
4,8
35
35
0 , 2
0,2
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1

110 + 17
110 + 17
2,2 + 122
2,2 + 122
71
71
71
71
97
97
16,5
16,5
3,3
3,3
3 , 3
3,3
3,4
3,4

1,25
1,25
0,4
0,4
0,2
0,2
0,2
0,2
0,07
0,07
1,85
1,85
0 , 9
0,9
2,1
2,1
2,95
2,95

* — Напряжения указаны для полуобмоток (например, 5-15).Напряжение всей обмотки 5-5 «составляет 5-15 + 15» -5 «.

Возможны варианты трансформаторов ТС-270, у которых обмотки 4-4 «и 9-9» выполнены отдельно.

— Обмотка 4-4 «(4-14 + 14» -4), как указано выше.

— Обмотка 9-9 «(9-19 + 19» -9 «) содержит всего 6 (3 + 3) витков, соответственно суммарное номинальное напряжение всей обмотки 2,2 В.

Большой проблемой является отсутствие силовых трансформаторов для радиолюбительских конструкций.На рынке все меньше и меньше TAN, TN, TA и CCI, а их качество оставляет желать лучшего.

Еще нужно отметить, что качество стали сердечников — это лотерея! Мне попадались сердечники от ТС180, которые отличаются начальной магнитной проницаемостью в 5 (!!!) раз.
Качество ядер OSM-0.4, OSM-0.63, OSM-1.0, выпущенных до 82-го года, более-менее стабильно. Необходимо предварительно измерить различные TS, TP и т. Д.

Сотрудники службы безопасности на ТШ270.

Самый распространенный утюг — ЦШ270:
комплект УШ40 * 60 мм, окно 19 * 53 мм.
В оригинале у первички 2 витка на вольт, что дает индукцию 1,25 Тл, что мягко говоря многовато для этого железа.
Вот варианты хорошего и очень хорошего силовика на этом оборудовании.

1. Bmax = 0,8 Т.

A) Первичная — 675 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 0,63 (0,67) мм, 9 слоев по 75 витков в каждом слое.Активное сопротивление первичной обмотки 8,2 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичный — 270 + 270 + 270 + 270 витков с проводом ПЭВ-1 диаметром 0,51 (0,55) мм, 4 секции по 3 слоя по 90 витков в каждом слое. Конец первой секции соединяем с началом четвертой, конец второй с началом третьей. Получаем симметричные полуобмотки с активным сопротивлением 12,3 +12,3 Ом.
При этом 175 + 175 вольт на вторичке. Запитать выходные каскады можно на лампах ЕС36-, 6С19П, 6С41С, 6С33С.

Такой транс сможет переварить 140 Вт в нагрузке, что неплохо.

2. Bmax = 0,7 Т.

Для особых гурманов

А) Первичная обмотка — 780 витков с проводом ПЭВ-1 диаметром 0,59 (0,64) мм, 10 слоев по 78 витков в каждом.
Активное сопротивление первичной обмотки 10,9 Ом.
B) Экран из медной фольги.
C) Вторичная такая же, как в первом примере: 1080 витков с проводом 0,51 (0,55) мм. Только в этом случае выдаст 290 Вольт сдачи, скажем, на пару 300В или 6П42С.

Это транс — на 120 ватт, тоже терпимо.
Замечу, что для Андрея Никитина и некоторых других самоделок я на этом железе намотал трансформаторы с индукцией 0,6 Тл — почти предельно низкое значение Bmax!

Сотрудники службы безопасности в TS180-2, TS250-2M.

Этот утюг тоже очень распространен.
Посмотрим, что вы можете на нем сделать.
ПЛР21 * 45 с окном 28 * 86 мм.
Размер обмотки — 11 * 80 мм.
Намотываем силовик для ГУ72:

А) Первичная обмотка — 1368 витков проводом ПЭТВ-2 диаметром 0.63 (0,69) мм, 6 слоев по 114 витков на каждой катушке. Активное сопротивление первичной обмотки 12,4 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичная — 3540 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 0,4 (0,45) мм, 10 слоев по 177 витков на каждой катушке. Активное сопротивление 49 + 49 Ом. Снимаем со вторички 275 + 275 вольт. Для ламп GU72, GMI11, GM5B и подобных — все!

Такой enforcer будет потреблять 140 Вт, т.е. вы можете подключить GU72 PAIR с общим током около 250 мА.И все это при Bmax = 0,77 Тл!

Enforcer на TCA270.

Этот утюг со скромным сечением PL25 * 45 имеет гигантское окно: 40 * 100 мм.
Тех. можно намотать больше проводов
Чтобы получить индукцию 0,8 Тл, необходимо намотать 1100 витков.
Shake:

A) Первичная катушка — 1104 витка проводом ПЭВ-2 диаметром 0,95 (1,03) мм, 6 слоев по 92 витка на каждой катушке. Активное сопротивление первичной обмотки составляет 4,8 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичная — 3120 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,67 (0,73) мм, 12 слоев по 130 витков в каждом. Активное сопротивление — 18 + 18 Ом.
При этом на вторичной обмотке 306 + 306 вольт.

Получившийся транс легко переваривает 310 ватт.

Сотрудник службы безопасности TS270-1.

У этого транса железка побольше: PL25 * 50.
Для того же Bmax витков должно быть меньше — 990.

А) Первичная катушка — 984 витка с проводом ПЭВ-2 диаметром 1.08 (1,15) мм, на каждой катушке 6 слоев по 82 витка. Активное сопротивление первичной обмотки 3,5 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичная — 2600 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,67 (0,73) мм, 10 слоев по 130 витков на каждой катушке. Активное сопротивление вторичной обмотки составляет 15,6 + 15,6 Ом. Напряжение переменного тока 285 + 285 вольт.

Этот транс выдержит 400 вольт.

Сотрудник службы безопасности ОСМ-0.4.

Эти сотрудники службы безопасности изначально рассчитывались на возмутительно высокую индукцию — 1.5 Т.
Отсюда и все их недостатки.
При нормальной индукции — 0,8 Тл — неплохо.

А) Первичная обмотка — 612 витков проводом ПЭТВ-2 диаметром 0,9 (0,96) мм, 9 слоев по 68 витков в каждом. Активное сопротивление первичной обмотки составляет 3,85 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичная — 276 + 276 + 276 + 276 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,67 (0,725) мм.
Каждая секция состоит из трех слоев по 92 витка. Конец первой части соединяется с началом четвертой, конец второй — с началом третьей.Получаем две полуобмотки с активным сопротивлением 8 + 8 Ом. Переменное напряжение на вторичной обмотке 195 + 195 вольт.

Такой транс будет потреблять 350 Вт (при плотности тока в первичной обмотке 2,5 А / мм2 мощность всех вышеописанных трансов указана на уровне 2 А / мм2).

Силовики на ТС70, ТС80, ТС90, ТС100.

Все эти трансформаторы с такими разными названиями созданы на основе железа PLM22 * 32 с окном 22 * ​​60 мм. Размер обмотки 9 * 54 мм.
У них железо, к счастью, очень хорошее и стабильное по параметрам.
Считать их можно при Bmax = 1 Т.

А) Первичная — 1470 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,45 (0,51) мм, 7 слоев по 105 витков на каждой катушке. Активное сопротивление первичной обмотки 21,8 Ом.
B) Экран из тонкой медной фольги.
В) Вторичная — 2800 витков проводом ПЭТВ-2 диаметром 0,335 (0,385) мм, 10 слоев по 140 витков на каждой катушке. Активное сопротивление 44 + 44 Ом.
Напряжение вторичной обмотки — 200 + 200 вольт.

Мощность такого транса составляет 90 Вт при 2,5 А / мм2 в первичной обмотке.

Силовик на Ш40 * 70 с окном 20 * 60 мм.

Размер обмотки 17 * 56 мм.
Как-то наткнулся на целую россыпь этих трансформаторов с очень хорошим железом (E3412, видимо).
Окно небольшое, но туда можно что-то уместить:

А) Первичная — 413 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 0,88 (0,94) мм, 7 слоев по 59 витков в каждом слое.Активное сопротивление первичной обмотки 3 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичная — 770 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,67 (0,725) мм, 10 слоев по 77 витков в каждом. Активное сопротивление вторичной обмотки 11,8 Ом. Переменное напряжение на нем 400 вольт.

Мощность этого транса — 335 Вт.
Утюг индукционный — 0,85 Т.

Электроэнергетика на стандартном утюге ШЛ20 * 40 с окном 20 * 52 мм.

Размер обмотки — 17 * 47 мм.
Эти трансы с железом transwit тоже пришли ко мне внезапно и в большом количестве. Железо — E330A — 0,35 (E3413A).
Поэтому я заложил индукцию 1,1 Тл:

А) Первичная — 1120 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 0,5 (0,55) мм, 14 слоев по 80 витков в каждом слое. Активное сопротивление первичной обмотки 16 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичная — 1952 витка с проводом ПЭТВ-2 диаметром 0,335 (0,38) мм, состоит из четырех секций по 4 слоя каждая (122 витка на слой), т.е.е. 488 + 488 + 488 + 488 оборотов.
Переключение, как и в предыдущих случаях: конец первой секции соединяется с началом четвертой, конец второй — с началом третьей. Получаем 185 + 185 вольт при активном сопротивлении полуобмоток 40,6 + 40,6 Ом.

Мощность этого трансформатора составляет 108 Вт при плотности тока в первичной обмотке 2,5 А / мм2.

Электростанция на утюге ПЛ15 * 32 с окном 26 * 82 мм.

Этот добротный 100-ваттный утюг (E330A) использовался в военной технике.Он был дополнен очень прочными на вид (но хрупкими на самом деле ) катушками из черного карболита. Размер обмотки 10,5 * 76 мм.
Вот что на нем можно получить:

А) Первичная катушка — 1876 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 0,51 (0,56) мм, на каждой катушке 7 слоев по 134 витка. Активное сопротивление первичной обмотки 19,2 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичная — 3024 витка проводом ПЭВ-1 диаметром 0,4 (0,45) мм, на каждой катушке 9 слоев по 168 витков.Активное сопротивление вторичной обмотки 32,3 + 32,3 Ом. Напряжение переменного тока — 170 + 170 вольт.

Мощность такого трансформатора 110 Вт, Bmax = 1,1 Т.

Охранник на утюге выхода из «Прибоя».

Это утюг PLM25 * 50 с окном 42 * 68 мм.
Дело усугубляется крайне тупыми катушками с высотой щеки всего 11 мм, хотя 18 мм сделать можно. Поэтому изготавливаем новые рамки с размером намотки 18 * 64 мм.

А) Первичная катушка — 952 витка с проводом ПЭВ-1 диаметром 0,88 (0,94) мм, на каждой катушке 7 слоев по 68 витков в каждом. Активное сопротивление первичной обмотки 5,2 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичная — 2400 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 0,57 (0,63) мм, 12 слоев по 100 витков на каждой катушке. Активное сопротивление полуобмоток 20 + 20 Ом, переменное напряжение 275 + 275 вольт.

Мощность этого трансформатора 330 Вт.
Bmax = 0.83 T.
Просто ПРИЯТНЫЙ транс

Напоследок — вариант на старом добром железе E43-0.35 с большим окном.

Ø32 * 43 с окном 28 * 60 мм. Размер намотки — 25 * 56 мм.
Чтобы получить индукцию 0,8 Тл, нам нужно намотать 921 виток.
Посмотрим, что получится:

А) Первичная обмотка — 924 витка проводом ПЭВ-2 диаметром 0,67 (0,725) мм, 12 слоев по 77 витков в каждом. Активное сопротивление первичной обмотки — 8.95 Ом.
B) Экран из медной фольги.
В) Вторичная — 2592 витка с проводом ПЭВ-1 диаметром 0,45 (0,51) мм, 4 участка по 6 слоев каждый (108 витков на слой), т.е. 648 + 648 + 648 + 648 витков. Коммутация: конец первого участка соединяется с началом четвертого, конец второго — с началом первого. Активное сопротивление полуобмоток 36 + 36 Ом. Напряжение — изменение 300 + 300 вольт.

Эти опции помогут вам изготовить и спроектировать трансформаторы с требуемым напряжением на имеющемся оборудовании.
Удачи!

[PDF] РАЗМЕР ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА ДЛЯ ЗАЩИТЫ

1 üûúùø öõöôùóùõ & ograve …

üûúùø ÷ öõöôùóùõò

CT Размеры

РАЗМЕРЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ ЗАЩИТЫ

Указания по применению

GER3973

1

ö0003000 9х20002

000 9х20002

000

000

000 2 üûúùø ÷ öõöôùóùõò

CT Определение размеров

СОДЕРЖАНИЕ 1.ПЕРЕХОДЫ НА ТРАНСФОРМАТОРАХ ТОКА — ОСНОВЫ …………………………………….. ………. 4 2. РЕЗУЛЬТАТЫ НАПРЯЖЕНИЯ НА ВТОРИЧНЫХ ОБОРУДОВАНИЯХ ТТ ВО ВРЕМЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ………………………… …………………. 6 3. ВРЕМЯ ДО МАКСИМАЛЬНОГО ПОТОКА — ВРЕМЯ ДО НАСЫЩЕНИЯ …………….. ………………………………………….. …… 8 4. ВРЕМЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ ……………………………… …………………………………….. 11 5. РЕЗУЛЬТАТЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ И РАЗМЕР КТ…………………………………………… ………… 12 6. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ………………………….. ………………………………………….. …………………… 13 6.1 Номинальный первичный ток короткого замыкания (IPrimarysc) …………… ………………………………………….. 13 6.2 Мгновенный ток ошибки (Iε) ………………………………….. ………………………………………. 13 6.3 Мгновенное пиковое значение Ошибка (ξi) ……………………………………………………….. …………………….. 13 6.4 Пиковая мгновенная ошибка составляющей переменного тока (ξac) …………. ……………………. 13 6.5 Класс точности ………………… ………………………………………….. …………………………………… 13 6.6 Указатель класса …. ………………………………………….. ………………………………………….. …………… 13 6.7 Предельный коэффициент ………………………………………………………………… …………………………………….. 13 6.8 Трансформатор тока класса P ………………………………………….. ………………………………….. 14 6.9 Трансформатор тока класса TPS … ………………………………………….. ……………………………. 14 6.10 Класс TPX Трансформатор тока ………. ………………………………………….. …………………….. 14 6.11 Трансформатор тока класса TPY…………………………………………… ……………………………. 14 6.12 Трансформатор тока класса TPZ ………. ………………………………………….. ……………………. 14 6.13 Первичная постоянная времени (T1) …………….. ………………………………………….. ……………………. 14 6.14 Постоянная времени вторичного контура (T2) ……………. ………………………………………….. ………… 14 6.15 Время достижения максимального магнитного потока (t ϕ max) ………………………………………………… ……………………….. 14 6.16 Сопротивление вторичной обмотки (RCT) …………. ………………………………………….. …………. 15 6.17 Сопротивление вторичного контура или нагрузки (RB) ……………………… ………………………………… 15 6.18 Трансформатор тока с малым потоком утечки …. ………………………………………….. ……………… 15 6.19 Поток насыщения (S) ……………………. ………………………………………………………. …………… 15 6.20 Остаточный флюс (ΨR) ………………………. ………………………………………….. ……………………. 15

Указание по применению

GER3973

3

üûúùø ÷ öõöôùóùõò

CT Размеры

1. ПЕРЕХОДНЫЕ ПЕРЕХОДЫ НА ТРАНСФОРМАТОРАХ ТОКА — ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Больше, чем установившееся состояние в условиях нагрузки ТТ, основная проблема связана с условиями отказа, когда защита, установленная во вторичных обмотках, должна правильно реагировать на переходный процесс короткого замыкания, особенно во время первых циклов.Из-за этого необходимо определить, насколько должен быть увеличен трансформатор тока, чтобы избежать насыщения из-за асимметричной составляющей тока короткого замыкания (смещения постоянного тока или экспоненциальной составляющей). Начальное значение этого смещения постоянного тока зависит от угла падения напряжения (значение напряжения при возникновении короткого замыкания), а параметры линии могут находиться в диапазоне от 0 до √2 * Isc, где Isc — среднеквадратичное значение симметричного тока короткого замыкания. Учитывая это максимальное значение, переходный ток короткого замыкания определяется следующим уравнением:

i (t) = I * Sin (t + —

) — I * Sin (

) * e

−t ÿ1

(1)

Где: I = ω = α = θ = T1 =

Пиковое значение тока 2 * π * f Угол на волне напряжения, при котором происходит повреждение arctan (ω * X / R) X / R (энергосистемы)

Предполагая, что вторичная нагрузка является по существу резистивной, необходимый поток в ТТ, чтобы избежать насыщения, определяется следующим выражением: ϕT = ϕA [

T1T2 T1 −T2

e

— ts T1

−ts — e T 2 ÷ — Sin

t]

(2)

Где: T1 = T2 = ϕA = ts =

Постоянная времени линии или первичная постоянная времени = L / R постоянная времени CT или вторичная постоянная времени Пиковое значение симметричного потока переменного тока Любое заданное время, в течение которого максимальный переходный поток будет оставаться без насыщения трансформатора тока, или время, по истечении которого насыщение на разрешено.

Для T2 >> T1 (случай ТТ классов TPY и TPX — с воздушными зазорами и без них)

Уравнение (2) превращается в: ϕT = ϕA [

−ts T1 1 — e T1 ÷ — Sin t ]

(3)

Поскольку нагрузка и проводка в основном резистивные, мы можем считать Sin ωt = -1; а затем уравнение (3) сводится к: ϕT = ϕA [

4

−ts

T1 1 — e T1 ÷ иск + 1]

GER-3973

Application note

ÿþ üûúùø ÷ öõöôó0002ò Расчет трансформатора тока

Наконец, поскольку Ts (время срабатывания реле + время срабатывания автоматического выключателя) обычно намного выше, чем T1, выражение можно уменьшить следующим образом: ϕ T = ϕ A (ωT1 + 1)

(4)

Во время При повреждениях трансформаторы тока будут вынуждены развивать магнитный поток, необходимый для подачи тока повреждения во вторичную обмотку, с двумя составляющими: экспоненциальной (асимметричная составляющая смещения постоянного тока) и составляющей переменного тока (симметричная составляющая).Результирующее напряжение должно быть выше, чем необходимо для питания нагрузки, подключенной к вторичной обмотке трансформаторов тока, без искажений, вызванных насыщением. Следовательно, необходимый коэффициент превышения размера Ks определяется следующим образом: ϕ переходный процесс = ϕ dc + ϕ ac = * Ks ϕ ac, где коэффициент завышения размеров или переходный процесс составляет:

Ks =

Указание по применению

−ts T1 1 — e T1 ÷ — Sin

GER3973

t

(5)

5

üûúùø ÷ öõöôùóùõò

CT Размеры

2.РЕЗУЛЬТАТЫ НАПРЯЖЕНИЯ НА ВТОРИЧНЫХ СЕТИ ТТ ВО ВРЕМЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ В целом, испытания и опыт показали, что на производительность многих реле не повлияет умеренная степень насыщения ТТ. Однако, поскольку экономически нецелесообразно тестировать и определять характеристики всех типов реле с разной степенью насыщения, обычной практикой является определение требований ТТ для различных схем защиты. Обычно устанавливаемое требование состоит в том, что ТТ не должны насыщаться до того, как реле сработают для определенного места повреждения.Чтобы соответствовать этому критерию, требуемые переходные характеристики трансформатора тока могут быть определены путем расчета минимального требуемого напряжения насыщения. Как правило, различные стандарты, такие как IEC 185, BS3938 или ANSI / IEEE C5713, фиксируют это напряжение общим выражением:

Vs = k 0 ks kR I2 R 2

(6)

где: Vs =

Напряжение насыщения, как определено по точке пересечения продолжений прямых участков (ненасыщенные и насыщенные области) кривой возбуждения

I2 =

Симметричный ток короткого замыкания во вторичных амперах

R2 =

Общая нагрузка вторичного сопротивления, включая вторичный трансформатор тока, сопротивление контура проводки, сопротивление выводов и сопротивление нагрузки.

ks =

Коэффициент насыщения или переходного процесса =

T1 T2 T1 — T2

e

−ts T1

−ts — e T 2 ÷ не + 1

(согласно уравнению 2)

где T2 =

Вторичная постоянная времени

T1 =

Постоянная времени постоянной составляющей составляющей неисправности. Он пропорционален соотношению X / R системы.

ω =

Системная угловая частота

ts =

Время до насыщения. Это равно или больше времени срабатывания реле.

K0 =

Представляет влияние смещения, присутствующего во время ошибки. Это смещение зависит от времени возникновения неисправности и является максимальным при нулевом напряжении (0 ° или 180 °). Опыт показывает, что угол падения аварийного напряжения составляет около 90 °, что дает меньший эффект смещения. Следовательно, этот коэффициент будет применяться в тех случаях, когда смещение превышает 0,5 о.е.

KR =

Коэффициент остаточного потока. Остаточный магнитный поток может оставаться в сердечнике по следующим причинам:

6

Ток возбуждения опережает ток нагрузки на 90º и, таким образом, при обычных командах управления открытием ток нагрузки отключается около или при переходе через ноль, но ток возбуждения в ТТ имеет большое значение.

Испытания постоянного тока, проведенные на трансформаторах тока

Влияние постоянной составляющей на токи смещения короткого замыкания (экспоненциальная составляющая), которая прерывается при отключении автоматического выключателя.

GER-3973

Примечание по применению

ÿþ üûúùø ÷ öõöôùóùõò

Определение размеров ТТ

Уравнение (2) действительно для трансформаторов тока с сердечниками с воздушным зазором из-за их низкого импеданса намагничивания, а затем и с низкой постоянной времени вторичной обмотки T 2. Воздушные зазоры, используемые в трансформаторах тока, имеют тенденцию резко снижать эффект остаточного магнитного потока, оставшегося в сердечнике из-за его более низкого импеданса намагничивания и, следовательно, гораздо более низкой постоянной времени вторичной обмотки.Эффект остаточного флюса также заключается в сокращении времени до насыщения. Этот коэффициент может варьироваться от 1,4 до 2,6 номинального потока в сердечнике. Для трансформаторов тока с замкнутым сердечником (обычных трансформаторов тока) вторичная постоянная времени T2 слишком высока (L намагничивание ≈ ∞ до насыщения), уравнение (5) не включает ее, и тогда будет консервативное значение времени до насыщения.

Указания по применению

GER3973

7

üûúùø ÷ öõöôùóùõò

CT Размеры

3.ВРЕМЯ ДО МАКСИМАЛЬНОГО ПОТОКА — ВРЕМЯ НАСЫЩЕНИЯ После инициирования короткого замыкания поток β 0 и соответствующий ток намагничивания I0 достигнут максимума за время, определяемое следующим образом:

t

ma x

T1 ∗ T2 T1 ÷ ÷ ln ÷ T1 −T2 T2

=

(7)

Наконец, время до насыщения определяется следующим выражением:

ts = —

ÿ K s — 1 ÷ ln 1− ÿ ÷ 2 f

(8)

Где: Ks = VSaturation / (Ifault * R2) VSaturation = Напряжение насыщения, как определено на странице 5 Ifault = вторичный ток короткого замыкания R2 = полное сопротивление контура, как определено на странице 5 X / R = отношение реактивности к сопротивлению любой данной схемы, генератора и т. д.См. Таблицы 1 или 2 и прилагаемые конкретные кривые. Уменьшение или скорость затухания компонента d-c пропорциональна отношению реактивного сопротивления к сопротивлению всей цепи от генератора (источника) к короткому замыканию. Если отношение реактивного сопротивления к сопротивлению бесконечно (т. Е. Нулевое сопротивление), составляющая d-c никогда не распадается. С другой стороны, если отношение равно нулю (все сопротивление, без реактивного сопротивления), оно немедленно спадает. Для любого отношения реактивного сопротивления к сопротивлению между этими пределами компоненту d-c требуется определенное время для уменьшения до нуля.В генераторах отношение субпереходного реактивного сопротивления к сопротивлению может достигать 70: 1; поэтому для исчезновения компонента d-c требуется несколько циклов. / * В схемах, удаленных от генераторов, отношение реактивного сопротивления к сопротивлению ниже, и составляющая d-c затухает быстрее. Чем выше сопротивление, пропорциональное 2 реактивному сопротивлению, тем больше потери I R от компонента d-c, и энергия постоянного тока рассеивается быстрее. Часто говорят, что генераторы, двигатели или схемы имеют определенную постоянную времени постоянного тока.Это снова относится к скорости распада d-c-компоненты. Постоянная времени d-c — это время в секундах, которое требуется компоненту d-c для уменьшения примерно до 37% от его первоначального значения в момент короткого замыкания. Это отношение индуктивности в Генри [В * с / А]] к сопротивлению машины или цепи в Ом. Это просто руководство, чтобы показать, как быстро распадается d-c-компонента. Типичные значения отношений X / R распределительных и передающих линий в зависимости от их номинальных напряжений и геометрической конфигурации показаны в таблице 1.

8

GER-3973

Примечание по применению

ÿþ üûúùø ÷ öõöôùóùõò

Расчет ТТ

ТАБЛИЦА 1 Соотношения X / R для линий распределения и передачи

9000 R1000

9000

69 кВ (средн.)

115 кВ (средн.)

138 кВ (средн.)

230 кВ (средн.)

380 кВ (тип линии)

500 кВ (тип линии)

2,30

3,40

3,98

7.36

9,80 (гор.)

24,3 (гор.)

9,6 (дельта)

18,5 (верт.l)

3,2 (гор.)

3,5 (гор.)

3,3 (дельта)

5,0 (верт.)

1,95

3,05

4,23

4,08

В таблице 2 показаны отношения X / R для генераторов, трансформаторов и т. Д. В зависимости от их номинальной мощности.

ТАБЛИЦА 2 Соотношения X / R для других элементов энергосистемы Большие генераторы

Силовые трансформаторы

Реакторы

Коммунальные предприятия

40-120

См. Кривую

40-120

15-30

Типичный 80

(рядом с генерирующей установкой)

Типичное значение 80

Коэффициенты X / R

Коэффициенты X / R силового трансформатора 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0

0.5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

ONAN MVARating (0,03–3 МВА)

Примечание по применению

GER3973

9

Силовой трансформатор X / R отношения 50

X / R Ratio

40 30 20 10 0 0

50

100

150

200

250

ONAN MVA Рейтинг (3-200 МВА)

10

GER-3973

Указание по применению

üûúùø ÷ öõöôùóùõò

CT Определение размеров

4.ВРЕМЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ Мгновенные единицы максимальной токовой защиты (50) и дистанционные защиты обычно срабатывают за 15-30 мс, и поэтому при определении параметров необходимо учитывать, что время срабатывания реле должно быть меньше времени до насыщения ts Следовательно, чтобы гарантировать правильную работу защиты Для устройств необходимо применить уравнение (2), выбрав в качестве параметра t мгновенное время срабатывания различных реле. В таблице 3 показано типичное время срабатывания для различных реле GE и необходимый коэффициент превышения габаритов Ks с использованием ТТ класса TPX с вторичной постоянной времени T2 = 3 секунды.

ТАБЛИЦА 3 Реле

Мгновенное время срабатывания (с)

Первичная постоянная времени T1 (после которого допускается насыщение)

Коэффициент завышения размеров Ks

MIC / MRC

25 мс

40 мс

6,81 “

«

60 мс

7,39

»

«

70 мс

7,57

»

80 мс

7,72

DLP

45

ALPS

10 мс

70 мс

3,92

DGP

25 мс

70 мс

7,57

SR489

45 мс

70 мс

000

7,57

DTP

45 мс

70 мс

11,34

Указание по применению

GER3973

11

üûúùø ÷ öõö

CT

CT.РЕЗУЛЬТАТЫ НАПРЯЖЕНИЯ ОТ НЕИСПРАВНОСТЕЙ И РАЗМЕР ТТ С результатами, показанными в ТАБЛИЦЕ 3 и без учета коэффициентов K0 и KR для уравнения (6), следующие строки описывают способ определения результирующего «Предела точности» и необходимого превышения размеров сердечника ТТ (расчет номинальной мощности ), чтобы избежать насыщения до времени срабатывания рассматриваемых реле. Если предположить, что ток междуфазного короткого замыкания имеет тот же порядок величины, что и ток короткого замыкания фаза-земля, то следует использовать одно уравнение.В противном случае необходимо проверить коэффициент Ks для обеих ситуаций: составляющую прямой последовательности при трехфазных КЗ, а также составляющую нулевой последовательности при КЗ между фазой и землей. В данном случае будет использоваться уравнение (6) для всех: Пример

Бытие: Ks = 6,18

Vном. = 13,8 кВ, 50 Гц

Сопротивление реле: 0,04 Ом

Pshortcircuit = 0,597 GVA (предполагаемое)

CT Ratio : 600/1

Класс ТТ: 5P20

Сопротивление вторичной обмотки ТТ: 1,5 Ом (предполагается) 2

L-проводка: 2 * 10 м (кабель с поперечным сечением 6 мм) (предполагается) Rwiring = 0.059 Ом K0 не учитывается

KR не учитывается

В s = k 0 ks kR I 2 R 2

Vs =

Номинальное значение PSC 3 В K s (RC T + RW + RR) = 24976/600 (1,5 Ом + 0,059 Ом + 0,04 Ом) = 411 В CTratio 411 2 Эквивалентная мощность: 20-15. Ω ∗ (1) = 19 ВА 1A

12

GER-3973

Указания по применению

üûúùø ÷ öõöôùóùõò

Расчет ТТ

6. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 6.1 Номинальное значение первичного тока короткого замыкания первичного симметричного тока короткого замыкания, на котором основана номинальная точность трансформатора тока.

6.2 Мгновенный ток ошибки (Iε) Разница между мгновенными значениями первичного тока и произведением отношения витков на мгновенные значения вторичного тока. Когда присутствуют как переменный, так и постоянный ток, Iε необходимо вычислять как сумму обеих составляющих компонентов: Iε = Iε ac + Iε dc = (n * ISecondary ac — IPrimary ac) + (n * ISecondary dc — I Primary dc)

6.3 Пиковая мгновенная ошибка (ξi) Максимальный мгновенный ток ошибки для указанного рабочего цикла, выраженный в процентах от пикового мгновенного значения номинального первичного тока короткого замыкания

6.4 Пиковая мгновенная ошибка компонента переменного тока (ξac) Максимальная мгновенная ошибка компонента переменного тока, выраженная в процентах от пикового мгновенного значения номинального первичного тока короткого замыкания. ξac = 100 * Iε ac / (√2 * I первичное короткое замыкание)

(%)

6.5 Класс точности Определяется «Индексом класса», за которым следует буква P

6.6 Индекс класса Предел точности, определяемый совокупной ошибкой ( ξc) с установившимся симметричным первичным током.Это число указывает верхний предел суммарной погрешности при максимальном токе точности, питающем нагрузку точности. Стандартные индексы класса 5 и 10. Нет ограничений для остаточного флюса.

6.7 Предельный коэффициент Отношение между предельным током точности и номинальным первичным током. Для приложений защиты этот коэффициент обычно равен 10 или 20

Примечание по применению

GER3973

13

üûúùø ÷ öõöôùóùõò

CT Dimensioning

6.8 Трансформатор тока класса P Обозначает трансформаторы тока «защиты», предназначенные для питания реле защиты. Предел точности определяется суммарной погрешностью ξac при установившемся симметричном первичном токе. Для остаточного флюса нет предела.

6.9 Трансформатор тока класса TPS Трансформатор тока с малым магнитным потоком утечки, рабочие характеристики которого определяются характеристиками вторичного возбуждения и пределами погрешности отношения витков. Для остаточного флюса нет предела.

6.10 Класс TPX Трансформатор тока Предел точности определяется пиковой мгновенной ошибкой (ξi) во время указанного переходного рабочего цикла.Для остаточного флюса нет предела.

6.11 Класс TPY Предел точности трансформатора тока определяется пиковой мгновенной ошибкой (ξi) во время указанного переходного рабочего цикла. Остаточный поток не превышает 10% от потока насыщения.

6.12 Трансформатор тока класса TPZ Предел точности определяется максимальной мгновенной погрешностью составляющей переменного тока (ξac) во время однократного включения с максимальным постоянным током. смещение при указанной постоянной времени вторичного контура. Нет требований к постоянному току. предел ошибки компонента.Остаточный поток практически равен нулю.

6.13 Первичная постоянная времени (T1) Это заданное значение постоянной времени постоянного тока. составляющая первичного тока, на которой основаны рабочие характеристики трансформатора тока.

6.14 Постоянная времени вторичного контура (T2) Значение постоянной времени вторичного контура трансформатора тока, полученное из суммы намагничивания и индуктивности рассеяния (Ls) и сопротивления вторичного контура (Rs). Обычно это значение выше по сравнению с T1 в трансформаторах тока класса TPS (около 10 с).T2 будет зависеть от требований к точности, но обычно колеблется от 0,3 до 1 секунды для трансформаторов тока класса TPY. Наконец, T2 намного ниже в трансформаторах тока класса TPZ (около 0,07 секунды).

6.15 Время достижения максимального магнитного потока (t ϕ max) Истекшее время в течение заданного периода включения, при котором переходный поток в сердечнике трансформатора тока достигает максимального значения, при условии, что насыщения сердечника не происходит.

14

GER-3973

Указание по применению

ÿþ üûúùø ÷ öõöôùóùõò

CT Размеры

6.16 Сопротивление вторичной обмотки (RCT) Вторичная обмотка постоянного тока. сопротивление в Ом, скорректированное до 75 ° C, если не указано иное, и включая все подключенные внешние нагрузки.

6.17 Сопротивление вторичного контура или нагрузки (RB) Полное сопротивление вторичной цепи, если не указано иное, включая все подключенные внешние нагрузки.

6.18 Трансформатор тока с малым потоком утечки Трансформатор тока, для которого достаточно знать характеристики вторичного возбуждения и сопротивление вторичной обмотки для оценки его переходных характеристик.Это верно для любой комбинации нагрузки и рабочего цикла при номинальном или более низком значении первичного симметричного тока короткого замыкания до теоретического предела трансформатора тока, определенного из вторичной характеристики возбуждения.

6.19 Поток насыщения (S) Это пиковое значение потока, которое будет существовать в сердечнике при переходе от ненасыщенного к полностью насыщенному состоянию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *