ריזוננס פרו-מגנטית במשנות מותקנות על בסיס: מה יצרן משנות מותקנות על בסיס רוצה שמעצבי הפרויקטים ידעו

 

בתור יצרן טרנספורמטורים מוצבים על בסיס , אנחנו ממשיכים לפגוש את אותה התקלה באותה סדר. יחידה המותקנת על בסיס מוחלפת לצורך תחזוקה. מחסום הרמה בקצה הכבל נכשל. הצוות מחליף את המחסום, מפעיל את היחידה, והחלפה נכשלת שוב תוך כמה חודשים – לפעמים תוך כמה שבועות. הממיר עצמו עובר בדיקות נקיון בכל בדיקה רגילה. אין שום דבר לא תקין על הלוחית השם. מה שמשמיד את המחסום הוא פ erroרֶזוֹנַנְס, וזה כמעט אף פעם לא באשמה של המחסום.

מהו פ erroרֶזוֹנַנְס באמת

 

ליבת טרנספורמטור איננה אינדוקטור ליניארי. מתחת לנקודת הספיגה, הריאקטיביות המגנטית שלה גבוהה. ככל שהליבה מתקרבת לספיגה, ריאקטיביות זו נופלת. אם מכניסים רכיב בעל התנהגות כזו למעגל שכולל גם קיבול — קיבול המעטפת של כבל תת-קרקעי, קיבול הדרוג של מפסק, קיבול של בושינג או של בנק קondenסаторים — אז הפרעה הנגרמת על ידי סגירה או פתיחה יכולה לגרום למעגל להיכנס לתנודות ששום אחד משני הרכיבים לא היה יוצר לבדו.

זוהי ההגדרה המלאה, והיא מסבירה גם למה פרורזוננס בטרנספורמטורים איננו הרזוננס המודרך שאנו מחשבים מהשוואה XL = XC. באינדוקטור ליניארי יש תדר רזוננטי אחד וסטטוס יציב אחד. בליבה שיכולה להיספג יש מספר תדרים כאלה, והמעגל יכול לקפוץ ביניהם. IEEE Technology Navigator — פרורזוננס (https://technav.ieee.org/topic/ferroresonance/) מתאר ארבעה מצבי תנודה עיקריים: רזוננס פרו-מגנטי בתדר היסוד, בתדר האספקה; רזונанс פרו-מגנטי תת-הרמוני, בתדר שהוא שבר של תדר האספקה, בדרך כלל שליש; רזוננס פרו-מגנטי קווזי-תקופתי, עם צורות גל לא סדירות; ורזוננס פרו-מגנטי כאוטי, ללא דפוס שחוזר על עצמו כלל. עליות מתח מתמשכות במצבים אלו יכולות להגיע ל-5–6 פעמים ממתח הקו הנקוב, מה שמרחיק מאוד מערכי הקואורדינציה של הבודדים בפריזת ההתפלגות, כפי שניחשו עבור מתח כוח תקופתי מתמשך.

שתי יחידות עם לוחיות שם זהות יכולות להתנהג באופן שונה לחלוטין. המצב שאליו יתאזן המעגל תלוי בהשראות, בקיבול, בגודל המתח ובתנאי ההתחלה — כלומר, בפועל, הוא תלוי ברגע המדויק בו נסגר המתג. לכן, מחקר שמושתת על ערכים נקובים יפספס אותו, ולמה אותה פעולה של סגירת מתג יכולה לעבור ללא בעיה מאה פעמים, ולכשל בפעם המאה ואחת.

אם אתם עובדים כרגע דרך مواصفות מותקנת על בסיס, צו ההוראה שלנו יבדוק את המעגל הראשי יחד איתכם לפני שהדרוג ננעל. שלחו לנו את תרשים הקו היחיד ונדמיין יחד את ארבעת התנאים.

ארבעת התנאים שחייבים להתאמה

 

פרורזוננס הוא דרישה. הוא דורש ארבעה תנאים בו זמנית — צד שני לא טעון, קיבול ראשוני גבוה, סימטריה לא מלאה החלפת מופע יחיד , וליבה שמגיעה לשבירה במעלות מתח עליונות מועטות — מה שמסביר למה הוא לעולם לא מופיע בניתוח זרימת עומסים ולמה קשה כל כך לשכפל אותו באולם בדיקות.

תנאי	למה זה חשוב	היכן שהוא מופיע במציאות
צד שני לא טעון או טעון במעט	התנגדות העומס מדממת את התנודות; צד שני ריק כלל לא מספק דמוי	מושב חדש לפני תחילת ההשכלה, עצירת תחנה עונתית, יחידה שמוחזקת כחלופה
קיבול ראשי גבוה	קיבול ליחידת אורך של מעטפת הכבל גבוה בהרבה מזה של קו עלי	מזין תת-קרקעי ארוך, כבל עלי, מחסן רשת, שירות תעשייתי מוזן בכבל
הפעלה לא סימטרית	משאיר פאזה אחת או שתיים מבודדות אך עדיין מקושרות קיבולית לממקור	מפסק חיצוני חד-פאזי, פיוz שרוף אחד, מפסקים חוזרים חד-קוטביים, פעולת מרפק
ליבת חומר שמתבוססת במתח יתר מתון	השראות המגנוט מתמוטטת, מה שמאפשר למעגל לקפוץ בין נקודות עבודה	ליבות מודרניות עם אובדן נמוך ועיצובים שפועלים בצפיפות שטף גבוהה

 

אם תסיר אחד מארבעתם, בדרך כלל התופעה לא תתחיל. זהו החלק המועיל, כי זה אומר שיש ארבעה מקומות נפרדים שבהם ניתן לעצב את התופעה החוצה — והזול ביותר הוא כמעט תמיד סידור ההפעלה. זהו גם הנקודה שבה השיחה צריכה לעבור מהצעת מחיר לבחירה, וזה הדבר הראשון ש- יצרן טרנספורמטורים מוצבים על בסיס שיש להעלות איתך

מה זה עושה ליחידה לפני שמישהו בכלל שם לב

 

התקלה שצוות תראה ראשונה היא בדרך כלל ב מעצר גאות , לא בתוך הטנק. מחסום חמצני מתכתי הוא נגד שמתפקד כמתductor רק מעל המתח הנקוב שלו. עליית מתח פ erro-רסוננטית מתמשכת מאלצת אותו להיכנס למצב מוליכות ומחזירה את התנודות לחום בתוך בלוק קרמי שגודל זה נקבע להפעלות של מיקרושניות, במחזור עבודה מוגדר. נתוני ההפניה של איטון להגנה מפני עליות מתח בטרנספורמטורים המותקנים על עמודים קובעים את הגבול בבירור: מחסומים מפחיתים עליות מתח אך אינם מבטלים אותן לחלוטין, וככל שמחזור העבודה של המחסום גבוה יותר, כך יש יותר חומר מוליך, והזמן בו הוא ישרוד עליית מתח לפני שאישרר — ארוך יותר. מחסום הפצה קל משקל, שמתאים באופן מושלם לברקים, אינו מתאים לקליטת אנרגיה בתדר רשת במשך דקות. נתוני ההפניה של איטון TC202005EN — הגנה מפני עליות מתח בטרנספורמטורים המותקנים על עמודים (https://www.eaton.com/content/dam/eaton/products/medium-voltage-power-distribution-control-systems/cooper-power-series-transformers/overvoltage-protection-for-pad-mounted-transformers-information-tc202005en.pdf)

מאחורי המניעת ההלם הנזק שקט יותר וקשה יותר לגלות בבדיקה רוטינית. משטחי הבושינג מראים עקבות של מעבר זרם שם שהתרחש הליקוי. בידוד הلفיפנים נקרע בנקודת השיא של התנודה, והנקב הוא לעתים קרובות קטן מספיק כדי שבדיקת יחס הליפופים תצליח. הליבה מחממת, מאחר שהשטף המגנטי עובר בה במידה רבה את העיצוב, וחום הוא מה שמקצר את חיי בידוד. כשל המניעת ההלם הוא בדרך כלל הקורבן הראשון, לא היחיד.

קיים גם תסמין שאינו חשמלי כלל. יחידה הנמצאת ברזוננס פרו-מגנטי מייצרת לעיתים קרובות צליל דרומה או רטט בתדר נמוך שמשמעו שונה מההאם המגנטוסטריקטיבי הרגילה — לא אחיד, לא סדיר, וחזק מספיק שצוותי הפעלה יבחינו בו לפני שהפעלת כל רילאי.

 

החלפת מופע יחיד היא המפעיל שברשותך לשליטה

 

מתוך ארבעת התנאים, החלפת אי-סימטרית היא התנאי היחיד שאפשר להסיר על ידי פריט אחד ברשימה. החלפת מופע יחיד בנק טרנספורמטורים תלת-מופעי — בין אם באמצעות מפסקים, פיוז אחד שנשרף או מערכת סגירה מחדש חד-פולרית — משאירה את הבנק חלקית מחוברת לחשמל ומחוברת קיבולית למקור, מה שמהווה את המפעיל הקלאסי במערכות הפצה שמתבססות על כבלים.

תקן IEEE Std C57.105-2019, המדריך ליישום חיבורי טרנספורמטורים במערכות חשמל תלת-מופעיות, מתייחס לאינטראקציות אלו של חיבורים והחלפות כאל נושא תכנון ולא כתאונה: IEEE Std C57.105-2019 (https://standards.ieee.org/ieee/C57.105/6121) . התקן קיים בדיוק בגלל שהאינטראקציה בין חיבור הטרנספורמטור לבין המעגל שסביבו קובעת האם המערכת מתנהגת כראוי או לא.

מה שעובד בשטח הוא לא מרהיב. להחליף את שלושת המופעים יחד באמצעות מכשיר בעל תפעול משותף במקום חצאי-מופע בודדים בכל מקום שבו התחבורה מאפשרת זאת. כאשר השימוש בחצאי-מופע בודדים הוא בלתי נמנע, יש לשמור על עומס התנגדותי קבוע קטן בצד המשני במהלך ההחלפה כדי שאותה תנודה תמצא דרך להתפזר בו. מחבר כבש או מעגל לавירת רזוננס פרו-מגנטי על הליפוף הוא השכבה הבאה, ו- מעצר גאות נבחר ללחצים זמניים עליונים ולא רק לברקים הוא האחרון.

לכל זה אין צורך בהardware ייחודי. יש לקבוע את סכימת ההחלפה ואת מחזור העבודה של המגנה בעת קביעת דירוג הטרנספורמטור, ולא לאחר שהכבל כבר הותקן.

חמש נקודות שיש לכלול בבקשת הצעת מחיר (RFQ)

 

חיבור הליפופים והארקה. לציין האם מותר להשתמש בצד ראשוני במבנה 'ווי' עם אריקה. צד ראשוני במבנה דלתא ללא אריקה לאורך קטע כבל ארוך הוא הסידור בעל הסיכון הגבוה ביותר, והתשובה משנה לחלוטין את תמונת הלחצים העליונים.

סוג התקן המניע העיקרי. מתג עומס תלת-פאזי מופעל בקבוצה, מתג סגירה מחדש תלת-פאזי או מתגי ניתוק חד-פאזים. אם אי אפשר להימנע ממשתמשי חד-פאזים, יש לציין זאת, משום שכך משתנה מעצר גאות לבחירת-material.

המחלקת של המגנים, מחזור העבודה, מתח הפעולה המרבי ברצף (MCOV) והיכולת לספוג עליות מתח זמניות. ההצהרה "מגנים כלולים" איננה مواדרה טכנית. יש לבקש מגנים שמוצבים בהתאם לעליות מתח זמניות, לא רק לפיחים.

לוח נתוני הכבלים. קוטר המוליך, האורך וסוג השכבה המבודדת בכל קטע ראשוני. קיבול המעטפת מהווה את החלק השני של מעגל התהודה, והוא אינו נראה בלוח הנתונים המודפס על הלוחית.

דämpינג משני. האם יישאר מטען קבוע קטן או נגד דämpינג במעגל המשני במהלך ההפעלה, וכמה אחוזים מהעומס המרבי הוא מייצג.

מה ישאל יצרן טרנספורמטורים מותקנים באדמה לפני שהזמנה תבוצע

 

בכל פרויקט עם ריצות ארוכות של כבל ראשי, המסמך הראשון שבאנו מבקשים איננו לוח השמות. אלא תרשים חד-קו עם אורכי הכבלים וסידור המפסקים, משום ששני פריטים אלו קובעים האם סיכון לעליית מתח הוא זניח או אמיתי. א יצרן טרנספורמטורים מוצבים על בסיס מי שמגיש הצעת מחיר רק מתוך רשימת הטרנספורמטורים, מציע יחידה ולא פתרון.

לכל יחידה יש סדר בדיקות סטנדרטי, ובמהלכו נרשמים אובדן ללא עומס והזרם המגניטי. שני המספרים הללו מהווים את הקלטים המאפשרים להפוך שאלה על פֶרוֹרֶזוֹנָנְס מעמדה לתחשיב, ואנו נמסרם למישהו מהנדס הייעוץ שלכם לפני המשלוח, לפי בקשתכם.

ריין אלקטריק ייצרה טרנספורמטורים להפצה ולחשמל מאז 2007, מבסיס ייצור ששטחו 120,000 מטר רבוע, עם יותר מ-180 סטים של ציוד לייצור ולבדיקה ועם 37 פטנטים. מאז 2023 פועלת החברה כשותפה רשמית במשותף עם איטון, מה שמהווה אחת הסיבות לכך שאנו מתייחסים לשילוב בין מגנים לברקים ובין מתגים כחלק מההיקף של הטרנספורמטור, ולא כבעיה של צד אחר.

תבנית שאנו מבחינים בה שוב ושוב בעבודות חלוקה בצפון אמריקה היא יחידה קטנה תלת־פאזית — בין 75 קילו-ואט-אמפר ל-500 קילו-ואט-אמפר — בקצה של ענף תת־קרקעי ארוך, שמזינה דרך מתגים חד־פאזיים, ושמשרת עומס שלא י MATERIALIZE עוד שנה. כל התנאים ברשימה קיימים בו זמנית, והאתר נשאר לא מעובד חודשים רבים. כאשר המפרט עובר למתג נשלט בקבוצה (gang-operated switch) ומשאיר עומס התנגדותי קטן על הצד השני במהלך ההפעלה הראשונית, תקלות המגנים לברקים נעצרות.

אם אתם מציינים יחידות מונחות על פד במערכת מוזנת בכבלים, שלחו לנו את התרשים החד-קווי ואת לוח נתוני הכבלים לפני שההזמנה מוצגת. נבחן את סידור המפסקים, את מפרט נגדת הלחצים ואת הכיבוי המשני ביחס למעגל בפועל שלכם, ונספר לכם איזה מארבעת התנאים יש לכם—ואיזה כבר תכננתם מראש. זהו השיחה א יצרן טרנספורמטורים מוצבים על בסיס שצריכה להתקיים איתכם לפני שההזמנה מוצגת, ולא אחרי שנכשלת הנגדת הראשונה.

על הסופר

המאמר זה נערך על ידי צוות ההנדסה של Ryan Electric לטראנספורמרים. Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.) מתכננת ומייצרת טראנספורמרים מסוג רזין יצוק וטראנספורמרים יבשים מסוג VPI, טראנספורמרים משומנים ויחידות מונחות על פד בבסיס הייצור שלה, ששטחו 120,000 מ״ר, ומשרתת פרויקטים של מרכזי נתונים, תעשייתיים, תועלת ציבורית ותשתית ברחבי צפון אמריקה, דרום מזרח אסיה, המזרח התיכון ואפריקה.