Трансформатордың импедансы түсіндірілген: Пайыздық импедансты қалай орнату керек — қысқа тұйықталу тогын, кернеу төмендеуін және параллель жұмыс істеуді

Екі 2000 кВА қуатты трансформатордың жеткізілуі өткен көктемде бірдей астыңғы станцияға жүзеге асты. Олардың кернеу қатынасы бірдей, екіншілік кернеуі 208Y/120 В, екеуі де плақетте UL ресми таныған. Пайдалануға іске қосу бригадасы оларды параллель қосу үшін байланыс өшіргішін жабды, ал екі сағат ішінде бір трансформатордың орамдарының температуралық қорғанысы белгі берді. Ештеңе ақаулы емес еді. Бір трансформатор 5,75% импеданспен, ал екіншісі 4,0% импеданспен сатып алынған еді — ал екі трансформатор бір шинаға қосылғанда, жүктеме импеданспен кері пропорционал бөлінеді. 4,0% импедансты трансформатор жалпы жүктеменің шамамен 59%-ын тасымалдап, ал серігі 41%-ын ғана тасымалдап отырды. Ол үлкен трансформатордың жұмысын атқарып, сол сияқты қызып кетті.

Осы жалғыз пайыз нәтижесінде трансформатордың импедансы оны сатып алу тапсырысындағы бір жолдың ішінде ғана айтылатын дәрежеден гөрі көбірек назар аударуға лайық. Пайыздық импеданстың мәні бір уақытта үш нәрсені анықтайды: қандай шамадағы авариялық токтың өзіңіздің коммутациялық құрылғыңыз арқылы өтуі керек, жүктемесіз жағдайдан толық жүктелгенге дейін қанша кернеу төмендейтінін және екі трансформаторды параллель қосқан кезде олардың біреуі екіншісінің жүктемесін өзіне алып кетпейтінін. Егер оны қағазда қате есептесеңіз, қате өрісте, доғалық соққы зерттеуінде немесе іске қосу кездегі кездесуге шығады.

 

Трансформатор импедансы шынында не өлшейді

Пайыздық импедансты бір орамды қысқа тұйықтаған кезде және екінші орамға айнымалы кернеу берілген кезде өлшейді. Осы кернеуді номиналды ток өтетінше көтеріңіз, содан кейін қолданылған кернеуді номиналды кернеудің пайызы ретінде көрсетіңіз. 5,75% импедансты трансформаторға қысқа тұйықталған жағдайда номиналды токты өткізу үшін оның номиналды кернеуінің 5,75%-ы қажет. Осы импеданстың көпшілігі екі орамды да байланыстырмайтын саңылаулы ағыннан және өзіндегі мыс өткізгіштің кедергісінен туындайды.

Процедура стандартталған. Импеданстың және жүктеме шығының өлшеуі IEEE C57.12.90 сұйықпен батырылған құрылғылар үшін Сынақ кодына арналған IEEE Standards Association парағында жарияланған қуат трансформаторларына қойылатын жалпы талаптар, соның ішінде қысқа тұйықталу импедансы қалай көрсетілетіні, IEC 60076-1 белгіленген. Екеуі де санды белгіленген ток пен сілтемелік температураға сілтеме жасауды талап етеді, себебі кедергі компоненті — және сондықтан жалпы мән де — орамдар қызған сайын өзгереді.

Типтік диапазондар мынадай болады:

Трансформаторлар класы	Типтік импеданстар (%Z)	Мәнді анықтайтын фактор
Құрғақ типті, 1 000 кВА-ға дейін	4% – 6%	Кернеу төмендеуіне қарсы ақаулық тогын шектеу
Сұйықта батырылған тарату, 500 – 2 500 кВА	4% – 6%	Қызмет көрсетуші ақаулық тогын үйлестіру
Орта қуат, 5 – 20 МВА	6% – 10%	Екіншілік қосқыш қондырғысының номиналы, жүйенің қаттылығы
Үлкен қуат, 20 МВА-дан жоғары	8% – 16%	Ақаулық тогы, бірлік құны, кернеуді реттеу

 

Оны ереже емес, ауқым ретінде қабылдаңыз. Екі тәжірибелік тұтынушы бірдей кВА мәнін осы ауқымның қарама-қарсы шеттерінде бағалай алады, және екеуі де дұрыс болады. Сізге берілетін сан — техникалық тапсырма кезеңінде келісілген жобалау компромиссі, оны зауытта қабылдау сынағында анықтауға болмайды.

 

Неге пайыздық кедергі сіздің қолжетімді қысқа тұйықталу тогыңызды анықтайды

Бұл арифметика көпшілік сатып алушыларға ешқашан көрінбейді. Бірлік бойынша трансформатордың кедергісі екіншілікте қолжетімді токты анықтайды: Isc = екіншілік бойынша номиналды ток / бірлік бойынша кедергі. Мысалы, 2 000 кВА, 480 В үш фазалы трансформатор. Екіншілік бойынша номиналды ток — 2 406 А. Кедергі 5.75%болса, екіншілікте болатын қысқа тұйықталу тогы шамамен 41 800 А .4.0%болса, сол трансформатордағы қысқа тұйықталу тогы шамамен 60 150 А .

Болады. Осы 1,75 пайыздық айырма қолжетімді қысқа тұйықталу тогын шамамен 18 кА-ға өзгертеді. Бұл екі түрлі төмен кернеудегі қосқыш құрылғысының, екі түрлі шиналардың механикалық беріктігінің және доғалық жарылыс зерттеуіндегі екі түрлі инциденттік энергия нәтижелерінің айырмашылығы. Техас пен Альбертадағы жұмыс орындаушылар біздің кеңестерімізді әдетте координациялық зерттеу нәтижелерін алғаннан кейін, олар өз болжамдық бағасына сәйкес сатып ала алмайтын жабдықтар туралы сұрайды.

Impedanstıң да пішіні бар. Пайыз — бұл жүктеме шығынын туғызатын кедергі компоненті мен сақталған саңылау энергиясын сақтайтын реактивті компоненттің векторлық қосындысы. Олардың арасындағы қатынас апаттық токтың бірінші бірнеше циклы қаншалықты симметриялы емес болатынын анықтайды, ал сіз таңдаған өшіргіш осы симметриялы еместікке жабылуы керек. Бірдей импеданс мәні бар, бірақ әртүрлі қатынастары бар екі трансформатор апаттық зерттеуде ауыстырылмайды.

 

 

Кернеу реттеуі: Сол өзара байланысты қатынастың екінші жартысы

Импеданс апаттық токты шектеуге көмектеседі, бірақ ол кернеу реттеуі үшін төленеді. Жүктеме кезінде шығыс кернеуі импеданспен және жүктеме тогымен пропорционал түрде төмендейді, ал төмендеу шамасы шамамен кедергі компонентінің жүктеме бұрышының косинусына көбейтіндісі мен реактивті компоненттің жүктеме бұрышының синусына көбейтіндісінің қосындысына тең. Қаттырақ трансформатор — төмен импеданс — өз екіншілік кернеуін жақсы ұстайды, бұл дәл қозғалтқыштарға негізделген зауыт немесе тар кернеу терезесі бар деректер залы үшін қажеттісі.

Импедансты төмендетсеңіз, екіншілік кернеу тұрақты қалады, бірақ жеткізілетін апаттық ток өседі және барлық төменгі деңгейдегі құрылғылардың құны да өседі. Апаттық токты шектеу үшін импедансты жоғарылатсаңыз, осындай жүктемелер қазір көбірек кернеу түсуін және көбірек реактивті жоғалтуларды бастан кешіреді. Ешбір орам геометриясы екеуін бір уақытта қамтамасыз ендірмейді, сондықтан бұл көрсеткіштің техникалық талаптарға енгізілуі тиіс, ал әдеттегі үлгіге енгізілуі керек емес.

Стандарттар сонымен қатар жарияланған мәннің дәл еместігін мойындайды. IEC 60076-1 қысқа тұйықталу импедансы қалай көрсетілетінін және жарияланған мәнге қолданылатын дәлдік шегін анықтайды; осы шектер настолько кең, сондықтан құрылғы шын мәнінде шарттарда көрсетілген саннан бірнеше ондық үлеске ауытқуы мүмкін. Егер сіз құрылғыларды параллель қосуды жоспарласаңыз, дәлдік шегін тақтадағы мәнге сүйенбей, құжатқа жазып алыңыз.

 

Параллель қосу: Бір пайыз нүктесі шынымен ақшаға айналады

Параллельді жұмыс істеу үшін төрт шарт орындалуы керек, ал импеданстың сәйкестігі олардың бірі ғана: кернеу коэффициенті мен реттеуіштің орны сәйкес болуы, бірдей векторлық топ пен фазалық ығысу, бірдей фазалық реттілік және импеданстың шамасы мен реактивті-активті қатынасы бойынша сәйкестігі.

Егер екі агрегаттың импеданстары сәйкес келмесе, жүктеме оған кері пропорционал бөлінеді. Жоғарыда келтірілген іске қосу мысалы – оқулықтағы классикалық жағдай. 4,0% және 5,75% импедансты агрегаттарды олардың жалпы қуатының 90%-ына дейін жүктеп іске қосқанда төмен импедансты агрегат өзінің номиналды қуатынан асып кетеді, ал екіншісінде әлі де қосымша қуат қалады. Жоғары импедансты агрегат ешқашан толық жүктелмейді; оның серігі екеуінің жүктемесін тасымалдайды.

Köптеген коммуналдық және өнеркәсіптік сипаттамаларда параллель жұмыс істеуге арналған трансформаторлардың импеданстық айырымы 10% шегінде шектеледі, және бұл ескерту негізделген, себебі айырым кеңейген сайын тепе-теңдіксіздік тез өседі. Егер екі трансформатордың болашақта біріктірілуі мүмкін болса, онда импеданстық диапазонды екі сатып алу тапсырысына бір уақытта енгізіңіз. Бес жылдан кейін сәйкес трансформаторды іздеу — осындай жобалардың қымбатқа түсетін орны.

 

Өзіңізді шектемей, импедансты қалай көрсетуге болады

Трансформатор импедансы — бұл кейінірек анықталатын сынақ нәтижесі емес, алдын ала берілетін сипаттама. RFQ-ның импеданстық бөліміне жеті элемент кіруі керек, олардың көпшілігі айтуға ешқандай құны жоқ:

• Импеданстың мәні мен дәлдігі. Номиналды мәнді және рұқсат етілетін диапазонды екеуін де номиналды токта көрсетіңіз.
• Салыстыру ұшы. Импедансы тап диапазоны бойынша өзгереді, сондықтан мән қай тапқа қатысты екенін көрсетіңіз және шеткі тап мәндерін де сұраңыз.
• Салыстыру температурасы. Кедергі температураға тәуелді, сондықтан сіз көрсететін сан да оған тәуелді.
• Төменгі бағыттағы ақаулық рейтингі. Жабдықтаушыға қосқыш құрылғысының рейтингін беріңіз және оған сәйкес келетін импеданстық терезені ұсынуды сұраңыз.
• Кернеу реттеу талаптары жобалау жүктемесінің қуат коэффициентінде.
• Параллель қосу мақсаты. Егер кейінірек екінші құрылғы қосылуы мүмкін болса, бұл туралы қазір хабарлаңыз және сәйкестендіру диапазонын көрсетіңіз.
• Есеп беру талаптары. Импеданстың және жүктемелік шығындардың өлшенген мәндерін жобалау есептеулерінде емес, қалыпты сынақ есебінде сұраңыз.

Соңғы тармақ көрінісінше маңыздырақ. Бірнеше жобада біз параллель жұптың жүктемені бөлісуінен бас тартуын бақыладық, себебі екі қалыпты сынақ есебі комиссияландырмас бұрын бір-бірінің қатарына қойылмаған.

 

Ryan Electric импедансты қалай өлшейді және есептейді

Біздің сынау бөлмесінен шығатын әрбір құрылғының номиналды токтағы импедансы мен жүктеме шығыны өлшенеді және жарияланған мәнге қатысты есепке алынады, негізгі тапқа ғана емес, нақты берілген таптарда. тапсырыс бойынша үш фазалы трансформатор , мұнда клиент болашақта параллель қосу үшін сәйкестік диапазонын көрсеткен болса, осы есепте шеткі таптардың көрсеткіштері де келтіріледі, сондықтан іске қосу инженері қосылмай тұрып-ақ жұпты тексере алады.

Біз 120 000 шаршы метрлік өндірістік ғимаратта, 180-нен астам өндіріс пен сынау жабдықтарының жиынтығымен және 37 патентпен жұмыс істейміз; сонымен қатар UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS және CE сертификаттарына иеміз. 2023 жылдан бастап Ryan Electric Eaton компаниясының ресми қосымша кәсіпорны ретінде қызмет етеді, бұл біздің әрбір сынау есебінің артындағы құжаттама стандартын қатаңдатты. Біздің атау тақтайшасындағы импеданстың мәні — оған іздейтін жазба бар өлшенген мән, ол ғана координациялық зерттеуге енгізуге лайықты сан.

 

Тапсырыс бермес бұрын бізге бір сызықтық схеманы жіберіңіз

Бізге бір сызықтық схеманы, трансформатордың номиналын, екіншілік қосқыш құрылғысының номиналын және жүктеме профилін жіберіңіз. Біздің инженерлік тобымыз қысым кемуі мен апаттық ток шектерін бір уақытта қанағаттандыратын трансформатордың импеданстық терезесін ұсырады; сонымен қатар параллель жұмыс істеу жоспарланған жағдайда екі трансформатор үшін сәйкес келетін импеданстық диапазонды көрсетеді, сондықтан олар бірінші күннен бастап жүктемені тең бөліседі. Импедансты қағазға белгілеу ештеңеге тұрмайды. Алайда, іске қосу сапарынан кейін оны түзету — бұл электр қорытылуы.

 

Автор туралы: Bul maqala Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers) zavodynyń inzhenerlik tобы taraftyndan jazylgan. Bul zavod 2007-jyldan beri elektr energetikasy, mamlakattyq ortalyqtar, jańa energiya kozderi zhaıne ońday sallada isleytyn tұtynyshylyqqa qyzmet korsetatyn qurlys, mayly qapyrlgan zhaıne pad-ornalasqan transformatorlardy shygarady. Topy IEEE C57 zhaıne IEC 60076 talaptaryna saylysyp isleydi zhaıne spetsifikatsiya, zavodtyq synaq zhaıne sahada iśke qosu ishterinde dasturlyq ishler menen EPC podryadshylaryna qoldau korsatady.