Трансформатордың ішкі токтары туралы түсіндірме: Неге трансформаторды іске қосқан кезде автоматтық қосқыштар жұмыс істейді және оның алдын алу үшін қандай техникалық сипаттамаларды көрсету керек

Өткен жылы Техастағы бір жұмысшы бізді Сейсенбі күні таңертең шақырды, өйткені оның екі рет объектіге баруына себеп болған проблема пайда болды. Оның қызметкерлері әрдайым жаңа 1000 кВА жерге орнатылған трансформаторды іске қосқан кезде жоғарғы деңгейдегі 12,47 кВ желілік автоматтық қосқыш жұмыс істеді. Трансформатордың өзі сынақтан өтті. Кабель де сынақтан өтті. Қосқыш өзі жаңа болды. Ол трансформаторды ақаулы деп бізге қайтарып жіберуге дайын болды.

Біз оған бір сұрақ қойдық: «Сол желілік қосқыштың лездік орнату мәні қандай?»

Ол реле орнатуларының файлын тексерді. Жауап барлығын түсіндірді — және бұл әңгіме сатып алушыларға қайтадан-қайтадан айтылатын әңгіме, себебі трансформатордың қатесі ешқашан болмайды.

 

Трансформатордың ішкі ток құбылысы деген не

Жүктемесіз трансформаторға автоматтық қосқышты жабқан кезде, өзектің магниттік ағыны бірден тұрақты күйге келмейді. Кернеу толқыны синусоидалық толқынның қай нүктесінде болса, сол нүктеде қолданылады, ал өзек соңғы рет өшірілген кезде қалған қалдық магниттік ағынынан басталады. Егер қосу бұрышы мен қалдық ағын дұрыс бағытталмаса, өзек бірінші жарты циклда қанығады.

Қаныған өзек индуктивтік элемент ретінде әрекет етуді тоқтатып, ауа өзегі бар орам ретінде әрекет ете бастайды. Номиналды токтың бірнеше пайызын құрайтын магниттейтін ток 8-ден 12 есе трансформатордың бірінші шыңдағы толық жүктемелі тогы. Ток келесі ондаған циклдар бойынша тұрақты ток ығысуы мен магнит ағынының өтуінің өтуімен бірге азаяды, бірақ сол бірінші жарты цикл — барлық жоғарыда орналасқан құрылғылар үшін нағыз механикалық және электрлік соққы.

Техас штатындағы 1 000 кВА қондырғысы үшін жоғары кернеудегі толық жүктемелі ток 12,47 кВ-та шамамен 46 А болады. Біз кейіннен портативті жазу құрылғысында тіркеген ішкі ток шыңы 400 А-ден астам болды — яғни номиналдың шамамен 9 еселігі. Бұл ақау емес. Бұл қалыпты магниттену әрекеті. Алайда, толық жүктеменің қандай да бір аздап көп еселігінен жоғары кез келген нәрсеге қосылу үшін орнатылған реле көмекке қажет болмаса, олардың айырмашылығын анықтай алмайды.

 

Ішкі ток қорғаушы құрылғыларға, сақтандырғыштарға және релелерге қандай әсер етеді

Зиян трансформатордың ішкі ток өсуі сирек жылулық болады. Ол тәжірибеде әрқашан координациялық мәселе болып табылады. Қорғау деңгейлерінің әрқайсысында не болады:

• Сақтандырғыштар. Тарату сақтандырғышы токтың бастапқы ұшыруын көтеруі тиіс. Трансформатордың біріншілік сақтандырғыштарын таңдау кезінде олар қалыпты токтың шамамен 12 есе артық мәнін 0,1 секунд бойы көтере алуы керек — бұл трансформаторды іске қосу үшін қолданылатын классикалық «12x / 0,1s» ережесі. Егер сақтандырғыш кішірейтілген болса, ол бірінші іске қосылған кезде жанып кетеді және кімдір бағанға шығып, оны алмастыруға тура келеді.
• Артық ток релелері. Қоректендіруші желінің артық ток релеінің лездік элементі толық жүктеме тогына өте жақын орнатылған болса, ол токтың бастапқы ұшыруының шыңын ақау ретінде қабылдайды. Классикалық шешім — лездік элементті ең үлкен мүмкін болатын бастапқы токтан жоғары орнату немесе шыңның өтуін күтіп, элементтің іске қосылуынан бұрын қысқа уақыттық кідіріс қосу.
• Дифференциалды релелер. Дифференциалды қорғануы бар ірі қондырғыларда реле күрделірек мәселеге тап болады: бастапқы ток тек іске қосылатын жағында ғана ағады, сондықтан қарапайым дифференциалды салыстыру кезінде ол ішкі ақауға дәл ұқсайды. Қазіргі заманғы реле бұл мәселені екінші гармоникалық шектеу арқылы шешеді — Inrush to ekinshi garmoñikalyq kontentke bay, jəne ol komponent negizgi garmoñikanyñ shamamasynan 15–20%-dan artyp ketkende, rele tıqtaludy bloklaydy jəne oqaya oñdayma dep emes, qosylysqa dep qaraydy.

Shyn mäsele onda, bul bardyq ayarlardyn eşimde transformerdyñ ataq taqtaşyna basylyp berilmeytugynda. Qorǵau injenery ozyñyñ inrush sypatyndagy körsetkishterin biluı kerek, rele ayaryn ornatqanda. Bul jerde spetsifikatsiya jarayısy ädette bozylady — satyp aluşçı transformerdy taptady, podryadşy ötkizgishty taptady, jəne eşimde eki belgedi bir-birine baylanystyrmaydy, ötkizgishti qosqanda ğana.

 

 

Siz spetsifikatsiya bermeden bürın qaraytugyn sandar

Birneshe parametr qosylys oqayynyñ qanday qattıy bolatugynyn shyngaylaidy. Olardy tüsindikten keyin siz duğysyzdyq etip emes, spetsifikatsiya jazasyzdyz:

Параметр	Нешеге Тең	Kütiletugyn tiptik aralyq
Inrush shyngayy kөbeytish koefitsienti	Birinşi jarym tsikldygı shyngay vs. tolыq juktyq toky	tаратu transformerlerinde 8–12x; orem yelkendi, qosylys bürışy jəne juylyq keširişine baylanysty
Ekinshi garmoñikalyq kontent	реле шектеуінің қолданатын негізгі компонентінің пайызы	Әдетте ішкі ақаулар кезінде токтың өсуі кезінде 15% асатын болады; ішкі ақаулар кезінде нөлге жақын
Тоқтау уақыты	Өтпелі құбылыс қанша уақыт бойы сақталады	Кіші құрғақ типтегі трансформаторларда бірнеше циклден бастап, үлкен майлы-батырылған трансформаторларда шамамен бір секундқа дейін
Қалдық магнит ағыны	Соңғы ток өшірілген кезде өзекшеде қалатын магнит ағыны	Номиналды ағынның үлкен бөлігіне жетуі мүмкін; ең нашар жағдай — тұйықтаушы құрылғы кернеудің нөлге тең болған сәтінде тұйықталғанда және қалдық ағын осы бағытта орналасқан кезде

Ең нашар жағдайда тұйықтаушы құрылғы кернеу нөлге тең болған сәтінде тұйықталады және қалдық ағын келетін ағынға қарсы бағытталған. Содан кейін өзекше екі есе номиналды ағынға жақын ағын талабын көреді, бұл оны терең қанықуға әкеледі. Сондықтан бірдей трансформатор жүз рет таза қосылуы мүмкін, ал жүз бірінші рет қосылғанда тұйықтаушы құрылғы іске қосылады — тұйықтау бұрышы ғана ұнамсыз болды.

Трансформатордың ішкі ток өсуі 2026 жылы бұрынғыдан көп маңызға ие. АҚШ-тың электр желілері 2023 жылы тарату желісіндегі трансформаторларға шамамен 7,5 миллиард доллар жұмсады, бұл алдыңғы жылмен салыстырғанда 23%-ға өсті , себебі ескірген трансформаторлардың паркі ауыстырылды және жаңа қайта қалпына келтірілетін энергия қуаты желіге қосылды — бұл бағытты EIA-ның желі инвестициялары талдауында көруге болады. Жаңа трансформаторлардың көбеюі — бұрын олар үшін координацияланбаған желілерде қосу оқиғаларының көбеюін білдіреді. Сол уақытта АҚШ Энергетикалық Департаментінің Oak Ridge Ұлттық Зертханасымен жоғары тиімділікті негізгі болат бойынша жұмысы сияқты бағдарламалар жоғары тиімділікті трансформаторлардың жаңа жобаларын сараптамаға енгізуде — жақсарған негіздер ішкі токтың қосылу суретін сәл өзгертеді, бұл ескі ережелердің әлі де қолданыста екендігін ұйғару орнына нақты деректерді сұраудың тағы бір себебі.

 

Келесі тапсырысыңызда ішкі токты ескере отырып техникалық талаптарды қалай белгілеуге болады

Сатып алушылардың көбісі қарапайым қате жасайды: ішкі токтың бақылауын сатып алу тапсырысына енгізуге болады. Оны құрылыс алаңында анықтау керек емес. Біздің инженерлер клиентпен жұмыс істегенде трансформатордың қосылуы , біз олардан RFQ-ға бес нәрсені енгізуін сұраймыз:

1. Бастапқы ток деректерін сұраңыз. Нақты кВА және кернеу сипаттамасы үшін есептелген бастапқы ток қисығын немесе шың көбейткішін сұраңыз — жалпы каталог парағын емес. Егер құрылғы әлдеқашан жасалған болса, зауыттағы сынақ бөлмесінен алынған өлшенген трансформатордың қосылуы жазбаларды сұраңыз. Серьездікпен жұмыс істейтін зауыт бұл деректерді ешқандай пікірталастықсыз береді.
2. Қорғаныс интерфейсін көрсетіңіз. Зауытқа жоғарғы деңгейдегі қорғаныс түрін — сақтандырғыш, қайта қосқыш немесе реле — және қосылу нүктесіндегі қолжетімді апаттық ток мәнін хабарлаңыз. Сақтандырғыш класын білетін зауыт құрылғының оның арқылы өтуін растай алады.
3. Басқарылатын қосылу процедурасын көрсетіңіз. Бірнеше МВА-дан жоғары құрылғылар үшін немесе әлсіз жүйелерде тұтынушыдан ұсынылатын қосу ретін құжаттауды сұраңыз: алдымен жүктемесіз қосыңыз, содан кейін қоректендіру желісіндегі бастапқы ток оқиғасын растаңыз, одан кейін жүктемені қосыңыз. Бұл жалғыз қадам «трансформатор бұзылды» деген шақырулардың көпшілігін болдырмауға көмектеседі.
4. Маңызды объектілер үшін қосылу бұрышын басқаруды қарастырыңыз. Кернеу шыңында жұмыс істейтін нүктелік толқынды ажыратқыштар токтың бастапқы ұшын едәуір төмендетеді. Токтың қателікпен өшуінің болмауы қажет болатын дерек орталықтары мен ауруханалардың электр желілерінде бұл көбінесе қосымша шығындарға тұрады.
5. Сұраныс реле ықпалдасу құжаттары. Егер сіз өзінің қорғанысы бар үлкен қондырғыны сатып алып отырсаңыз, онда реттеу философиясы — соның ішінде екінші гармоникалық тежеу порогы мен токтың бастапқы ұшынан жоғары орналасқан лездік элементтің шегі — сіздің келісім-шартыңызға сәйкес зауыттық құжаттардың бір бөлігі болуы тиіс.

Біз құрылғыны жерге орнатылған трансформатор солтүстік Америкадағы жобаға жіберген кезде, FAT құжаттары қорғаныс инженерінің осы есептеуді жүргізуі үшін қажетті жүктемесіз жоғалту мен магниттендіру деректерін қамтиды. Бұл бізге сынау залында бір сағат уақыт талап етеді және кейіннен тұтынушыға тоқтауға бір апта уақыт үнемдейді.

 

Ryan Electric компаниясында біз не істейміз

Біз 2007 жылдан бері 120 000 м² аумақта сұйықтықпен суытылатын және құрғақ типті трансформаторларды шығарамыз, ал 2023 жылдан бастап Eaton компаниясымен бірлескен кәсіпорын серіктесі ретінде жұмыс істейміз. eaton компаниясымен бірлескен кәсіпорын серіктесі ретінде , bu bіzgің сынақ процедураларының дүниежүзіндегі ең ірі электр өндірушілердің бірінің күтпектеріне сәйкестігін тексеретінін білдіреді. Тұтынушы инраш туралы сұраса, біз теориялық парақ жібермейміз. Біздің зауыттық сынақ жазбаларында өлшенген жүктемесіз жоғалту, ұялтқыш ток және контейнерге орнатылатын нақты агрегаттың өзегінің әрекеті көрсетіледі.

Техас мекемесінің әңгімесі жақсы аяқталды. Біз оған туыс агрегаттан өлшенген инраш толқынын жібердік, оның инженері лездік элементті көтерді және 0,1 секундтық кешігу қосты, сондықтан трансформатор бір жыл бойы жиі қосылуларсыз қызмет етуде. Агрегат ешқашан ақаулы болған жоқ. Координация ғана.

Бұл — біз әрбір сатып алушыға ұсынғымыз келетін негізгі ой: трансформатордың ішкі ток өсуі физика, өндірістік ақау емес. Оған техникалық талаптарды қойыңыз, оны координациялаңыз және сіздің жобаңыздың ең қиын сәті — бірінші қосылу — рутиндық операцияға айналады.

Егер сіз жаңа трансформаторлық подстанция, күн энергиясын пайдаланатын электр станциясы немесе ғимараттың модернизациясы үшін трансформаторды таңдап отырсаңыз және сізге келісім-шартқа қол қоюдан бұрын энергия беру есебін жасау қажет болса, бізге өзіңіздің бір сызықтық схемаңызбен қорғаныс параметрлеріңізді жіберіңіз. Біздің инженерлер сіздің желіңізге алғашқы қосылған кезде трансформатордың оған төтеп беретінін растайды. Сотып алу бағасы мен инrush деректерінің парағын алыңыз ryantransformers.com/contact-us .

Автор туралы : Бұл мақала 2007 жылы құрылған және 2023 жылдан бастап Eaton компаниясымен бірлескен кәсіпорын болып табылатын Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd. трансформатор өндірушісінің инженерлік тобы құрастырған. Біздің инженерлер Солтүстік Америка, Орта Шығыс пен Оңтүстік-Шығыс Азиядағы сатып алушыларға қолданбалы инженерлік қолдау, сертификаттау бойынша нұсқаулық (UL, CSA, IEEE, IEC) және жерде орнатылатын, құрғақ типтегі және майлы трансформаторлар үшін зауыттық сынақ деректерін ұсынады. Техникалық сипаттамалар бойынша көмек алу үшін [email protected] электрондық поштасы арқылы бізге хабарласыңыз.