Трансформатордун импедансы түшүндүрүлгөн: Проценттук импеданс кыска токтун чегин, кернеңдин төмөндөшүн жана параллель иштөөнү кандай белгилейт

Өткөн жазда эки 2000 кВАлык бирдик бирдей подстанцияга жеткизилди. Бирдей кернеу чаттагысы, бирдей 208Y/120 В чыгыш кернеусу, аталганында UL тааныган белгиси бар. Кызматкерлер бирдиктерди параллельдештириш үчүн байланыш чабыкчаларын жабышты, андан ичинде эки саат ичинде бир бирдиктин орамынын температурасы боюнча сигнал берүүчү курал иштеп чыкты. Эч нерсе тапшырылбаган. Бир трансформатор 5,75% импеданстуу, экинчиси 4,0% импеданстуу болгон. Эки бирдик бир шина менен байланышканда, жүктөм импеданскага карама-каршы пропорционалдык менен бөлүнөт. 4,0% бирдик жалпы жүктөмдүн жакында 59% ун ташып, ал эми экинчиси 41% менен жумуштап жаткан. Ал ичке трансформатордун иштөөсүн аткарып, анын сыяктуу ысып кеткен.

Бул жалгыз проценттик пункт ошондуктан трансформатордун импедансы ал эсептөө тизмесинде бир сапка жазылганынан көбүрөөк көңүл бурууга татыгыз. Пайыздык импеданстар бир убакта үч нерсени чечет: кайсы деңгээлде кыска токтун агымын токтотуу үчүн коммутациялык жабдууларыңызга туруштуруу керек, жүктөмсүз жана толук жүктөмдүн ортосундагы кернеңиз кандайча төмөндөйт, жана эки бирдик бир-биринин жүктөмүн ташыбай параллель иштей алышы. Эсептөөдө ката кылсаңыз, анда бул ката талаада, дуга-чачырануу изилдөөсүндө же ишке киргизүү жыйынында пайда болот.

 

Трансформатордун импедансы чындыгында эмнени өлчөйт

Пайыздык импедансты бир орамды кыска токтоо менен жана башка орамга өзгөрүлмө кернеэ токтотуп өлчөйт. Бул кернеэни толук ток агымы пайда болгунча көтөрүп, андан кийин колдонулган кернеэни толук кернеэнин пайызы катары көрсөтөбүз. 5,75% трансформатор толук ток агымын кыска токтоо аркылуу өткөрүү үчүн толук кернеэнин 5,75% га баарын талап кылат. Бул импеданстын көпчүлүгү — эки орамды да байланыштырбаган сачыланган магнит агымынан жана өзүнчө меднин каршылыгынан келип чыгат.

Бул ыкчамдык стандартташтырылган. Импеданстын жана жүктөмдүн чыгышын өлчөө IEEE C57.12.90 суюктукка батырылган агрегаттар үчүн Сыноо коду үчүн IEEE Standards Association баракчасында жарыяланган ; кыска токтун импедансы кандай көрсөтүлөрүн камтыган электр трансформаторлору үчүн жалпы талаптар IEC 60076-1 . Эки документте да сан белгиленип койулган токко жана референс температурасына негизделген болушу талап кылынат, анткени караңгылык компоненти – жана демек, жалпы маани – орамдар ысып кеткенде өзгөрөт.

Типтик диапазондор мындай көрүнөт:

Трансформатор классы	Типтик импеданс (%Z)	Бул маанини койгон нерсе
Кургак түрдөгү, 1000 кВА чейин	4% - 6%	Кыйынчылык токтунун көрсөткүчүн төмөндөтүү үчүн кернеңдин төмөндөшүн компенсациялоо
Суюктукта батырылган таратуу трансформаторлары, 500 – 2500 кВА	4% - 6%	Электр тармагынын кыйынчылык тогун координациялоо
Орто чоңдуктагы күч, 5 – 20 МВА	6% – 10%	Экинчи тармактагы коммутациялык жабдуулардын номиналы, системанын катуулугу
Чоң күч, 20 МВАдан жогору	8% – 16%	Кыйынчылык тогу, бирдиктик баасы, кернеңди реттөө

 

Бул диапазон катары караңыз, эреже эмес. Эки поставщик бирдей кВАга диапазондун капталдарында турган бааларды сунуш кылышы мүмкүн, жана экөө да туура. Сизге берилген сан – бул техникалык талаптарды белгилеген учурда келишими менен белгиленген конструкциялык компромисс, ал заводдогу кабыл алуу сыноосунда аныкталбайт.

 

Неге проценттук импедансы кыска токтун жетишип турган чоңдугун аныктайт

Бул арифметика – көпчүлүк сатып алуучуларга көрүнбөй калат. Бирдиктеги трансформатордун импедансы ошол трансформатордун экинчи тараптагы тогунун чоңдугун аныктайт: Isc = экинчи тараптагы номиналдык ток ÷ бирдиктеги импеданс. Мисал үчүн, 2000 кВА, 480 В үч фазалуу трансформаторду алабыз. Экинчи тараптагы номиналдык ток 2406 А. Ал эми 5.75%импедансында экинчи тарапта болгон кыска токтун үч фазалуу токтун чоңдугу төмөнкүдөй болот 41 800 А . Биз 4.0%ошол эле трансформатордун импедансында ток төмөнкүдөй болот 60 150 А .

Бул 1,75%дик айырма кыска токтун чоңдугун жакында 18 кАга өзгөртөт. Бул иштеген төмөнкү кернеүлүү өчүрүүчү аппараттардын эки класынын, шинанын эки түрлүү бекемдөө талаптарынын жана дуга-жанылыктын изилдөөсүндөгү иштеген энергиянын эки натыйжасынын айырмасы. Техас жана Альберта штаттарындагы контракторлор бул маселени туруктуу суроодо, адатта координациялык изилдөөнүн натыйжасында алардын баштапкы баасына ылайык сатып ала албаган жабдуулар чыккан соң.

Импеданстын да формасы бар. Пайыз — бул жүктөмдүк чыгымын түзүүчү көрсөткүч компонент жана сакталган токтун энергиясын сактаган реактивдик компоненттин вектордук суммасы. Алардын ортосундагы катыша жаралган токтун биринчи циклдарынын кандай асимметриялык болорун аныктайт, жана сиз тандашыңыз кереги бул асимметрияга жабылат. Бирдей импеданстык мааниге ээ, бирок айырмаланган катышаларга ээ эки трансформаторду авариялык изилдөөдө алмаштырууга болбойт.

 

 

Кернеэни реттөө: Ошол эле компромисстин башка жарымы

Импеданс авариялык токту чектөөгө жардам берет, бирок кернеэни реттөө үчүн төлөп турасыз. Жүктөмдүн астында терминалдык кернеэ импеданстын жана жүктөмдүн тогу менен пропорционалдык түрдө төмөндөйт, жана төмөндөө түзүшү көрсөткүч компоненттин жүктөмдүн бурчунын косинусуна жана реактивдик компоненттин бурчтун синусуна көбөйтүлгөн мааниге жакын. Катуураак трансформатор — төмөн импеданстуу — өзунүн вторичдик кернеэсин жакшы сактайт, бул моторго негизделген завод же кернеэ диапазону тар болгон дата залы үчүн так керек.

Тышкы каршылыкты төмөн түшүрсөңүз, экинчи тараптагы кернеши туруктуу сакталат, бирок кыска туташуу тогу жогорулатылат жана ар бир төмөнкү тармагындагы түзүлүштүн баасы да жогорулатылат. Кыска туташуу тогун төмөн түшүрүү үчүн тышкы каршылыкты жогорулатылат, бирок ошол эле жүктөмдөрдүн кернеши төмөнөйт жана реактивдүү чыгымдар көбөйөт. Бир гана орамдын геометриясы эки жактын да талаптарын кошо канаттандыра албайт, ошондуктан бул сүрөттүн техникалык шарттарга киргизилүүсү туура, ал эми ыңгайлуу шаблонго киргизилүүсү туура эмес.

Стандарттар да жарыяланган маанинин так эмес экенин кабыл алат. IEC 60076-1 кыска туташуу каршылыгынын көрсөтүлүшүн жана жарыяланган мааниге карата кандай чеги бар экенин белгилейт, жана бул чектер нааданын келишимдеги санынан ондогон процентке чейин айырмаланууга уруксат берет. Эгерде параллель иштетүү сиздин болочогуңузда болсо, чеги келишимге жазылып, пластиналык маани так деп болжолдонбойло.

 

Параллель иштетүү: Бир проценттик нүкта чындыгында акча болуп калат

Параллель иштөөдөр төрт шарттын орундалышын талап кылат, ал эми импедансы — бул шарттардын бири гана: келтирилген кернеэлөрдүн жана тап-позициялардын дал келүүсү, вектордук топ жана фаза ылдамдыгынын бирдейлиги, фаза тартиби бирдей, импеданстын чоңдугу жана реактивдүүлүк-резистивдүүлүк катышы бирдей.

Эки агрегаттын импедансы дал келбесе, жүктөм аларга импеданстарына карама-каршы пропорционал бөлүнөт. Жогоруда келтирилген пайдалануу мисалы — бул окуу китебинде берилген классикалык мисал. 4,0% жана 5,75% импедансты агрегаттарды жалпы капаситеттеринин 90% инде иштетсеңиз, төмөн импедансты агрегат өзүнүн номиналынан ашып кетет, ал эми башкасында дагы резерв бар. Жогору импедансты агрегат эч качан толук иштетилбейт; анын сергектеши жүктөмдүн баарын ташып жүрөт.

Көпчүлүк коммуналдык жана өнөрөттүк техникалык шарттарда параллель иштеген трансформаторлордун импеданстарынын айырмасы 10% менен чектелет, анткени айырма кеңейген сайын баланска чыгыш тездетилет. Эки трансформатордун кийинчерэки бири-бирине кошулуу мүмкүн болсо, импеданстын диапазонун эки сатып алуу талаптарына бир убакта киргизиңиз. Башка трансформаторду беш жылдан кийин так дал келген моделди табуу – бул долбоорлордун баасын көтөрүп жиберет.

 

Импедансты өзүңүздү чектеп койбогондой кандай белгилөө керек

Трансформатордун импедансы – бул кийинчерэки табылган сыноо натыйжасы эмес, алгачтан белгиленген техникалык талап. Техникалык талаптарга (RFQ) импеданстын бөлүмүнө жети пункт кирет, алардын көпчүлүгүн белгилөө үчүн ар кандай чыгым керек эмес:

• Импеданстын мааниси жана анын чыдамдуулугу. Номинал маанини жана жетиштүү диапазонду, экөөнүн да номинал токтунда көрсөтүңүз.
• Референс тап. Импедансы тап диапазонунда өзгөрөт, ошондуктан маани кайсы тапка тиешелүү экенин көрсөтүңүз жана четкиси таптардагы маанилерди да сураңыз.
• Референс температурасы. Каршылык температурага байланыштуу, ошондой эле белгиленген сан да температурага байланыштуу.
• Төмөнкү барактагы айып рейтинги. Жеткизүүчүгө ток кескүчтүн рейтингин берип, ага ылайык келген импеданстун терезесин сунуштоо.
• Кернеэни реттеө талабы дизайн жүктөмүнүн күч факторунда.
• Параллель иштетүү ниети. Экинчи бир бирдик кийинчерээк кошулууга мүмкүнчүлүк бар болсо, андыгы айтып, дал келген диапазонду көрсөтүңүз.
• Долбоорлоо талаптары. Импеданстын жана жүктөмдөгү жоготуулардын өлчөмдөрүн дизайндын эсептөөсүндө гана эмес, кадимки сыноо долбоорунда да суроо.

Акыркы пункт көрүнүшүнө карабастан маанилүү. Бир нече долбоордо параллель иштеген бирдиктердин жүктөмдү бөлүштүрбөөсүн байкалган, анткени комиссиялоодон мурун эки кадимки сыноо долбоору бирге коюлган эмес.

 

Ryan Electric импедансты кандай өлчөйт жана долбоорлойт

Сынакташтык башкаруу бөлмөсүнөн чыккан ар бир бирдик үчүн импедансы жана жүктөмдүн жоголушу номинал токтун маанисинде өлчөнөт жана белгиленип коюлган мааниге карата долбоорлоо көрсөтүлгөн тап-позицияларда, негизги тап-позицияга гана эмес, ар дайым берилген тап-позицияларда жарыяланат. Эгерде клиент кийинки параллель иштөө үчүн өзгөчөлүктүү үч фазалуу трансформаторго туура келүүчү диапазонду көрсөтсө, ошол эле долбоорлоо экстремалдык тап-позициялардын сандарын камтыйт, анда пайдаланууга берүүгө чейин инженер жупту текшерет. өзгөчөлүктүү үч фазалуу трансформатор , ошол эле долбоорлоо экстремалдык тап-позициялардын сандарын камтыйт, анда пайдаланууга берүүгө чейин инженер жупту текшерет.

Биз 120 000 квадрат метр аянтта, 180дан ашык өндүрүш жана сыноо жабдууларынын комплекттери менен, 37 патент менен жана UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS жана CE сертификаттары менен иштейбиз. 2023-жылдан баштап Ryan Electric Eaton компаниясынын расмий жалпы иштешүү партнёры катары иштейт, бул мамилелер биздин ар бир сыноо долбоорлоосунун арткасындагы документация стандартын катуураак кылды. Биздин табличкадагы импеданс саны – бул өлчөнгөн маани, анын арткасында изилдөөгө жарамдуу жазылыш бар, бул сан гана координациялык изилдөөгө жарамдуу.

 

Бизге Тапшырма берүүдөн мурун Бир Саптагы Схеманы жөнөтүңүз

Бизге бир саптагы схеманы, трансформатордун баалоосун, экинчи тармактагы коммутациялык жабдуунун баалоосун жана жүктүн профилин жөнөтүңүз. Биздин инженердик тобу кысымдын чегин жана керне төнөгүшүнүн чегин бир убакта каршылай турган трансформатордун импедансынын терезесин сунуштайт; параллель иштетүү пландоо болсо, эки бирдик үчүн да үйлэшүүчү диапазон таандаат, ошондо бирдиктер баштан эле жүктү бөлүшөт. Импедансты кағазга түзүү тургунча турат. Ал эми ишке киргизүүдөн кийин түзөтүү — бул электр тогунун үзүлүшү.

 

Автор тууралуу: Бул макала Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers) компаниясынын инженердик тобу тарабынан жазылган. Ал 2007-жылдан бери электр тармагына, дата-ортошторго, жаңыртуулугу мүмкүн болгон энергия генерациясына жана өнөрөсөнө кызмат көрсөтүүчү литой смолалуу, май менен толтурулган жана жерге орнотулган трансформаторлорду өндүрөт. Топ күн сайын IEEE C57 жана IEC 60076 талаптары менен иштейт жана трансформаторлордун техникалык талаптарын түзүүдөн баштап, заводдук сыноолорго жана объектте ишке киргизүүгө чейин өнүктүрүүчүлөрдү жана EPC контракторлорду колдойт.