Трансформатордун ичке токтун пайда болушу: Неге трансформаторду ишке киргизгенде автоматтык коргогучтар иштеп, алардын үстүнөн өтүп кетүү үчүн кандай техникалык талаптарды коюу керек

Өткөн жылы Техас штатындагы бир контрактор бизге дүйшөмбү күнү саат 9:00 да чакырган — ал проблема ага эки жолу объектке барууга турган чыгымды түзүп алган. Анын бригадасы жаңы 1000 кВА жерге орнотулган трансформаторду ишке киргизген сайын жогорудагы 12,47 кВ фидерликин автоматтык коргогучу иштеп калган. Трансформатор сыноодон өткөн. Кабель сыноодон өткөн. Коргогуч өзү жаңы болгон. Ал трансформаторду кемпирдик катары бизге кайтарып жиберүүгө даярдалган.

Биз ага бир гана суроо бердик: «Ошол фидерликин автоматтык коргогучунун тез иштеген талаптары кандай?»

Ал реле орнотуу файлын текшерди. Жооп бардыгын түшүндүрдү — жана бул баарын сатып алуучуларга үзбөлүк түрүндө айтып турабыз, анткени бул трансформатордун кыйынчылыгы болуп саналбайт.

 

Трансформатордун ичине кирген ток деген эмне

Сиз бош трансформаторго чекитти жабсаңыз, ошол убакта трансформатордун өзөгү турган токтун тогуна дароо кирип калбайт. Кернеэ синус толкунунун кайсы бир чекитинде болсо, ошол чекитте кернеэ толкуну трансформаторго берилет, жана өзөгү трансформатордын акыркы жолу токтотулган убакта калган калдык токтун чоңдугуна жараша иштей баштайт. Эгерде жабуу бурчу жана калдык ток бир-бирине каршы тарапка турса, өзөгү биринчи жарым циклда толук толгонот.

Толук толгонгон өзөгү индуктивдүүлүк сыяктуу иштебей, ага ордуна аба өзөгүлүү катышып иштей баштайт. Магниттештирүү тогу трансформатордун номиналдык тогунун бир нече процентин түзгөн, бирок ал ток номиналдык токтун 8–12 эсе чоңдугуна чейин көтөрүлүшү мүмкүн трансформатордун биринчи чокусундагы толук жүктөмдөгү ток. Ток төмөнкү ончолуко циклдарда туруктуу токтун жана магнит агымынын өтүшүнүн жоголушу менен азаят, бирок биринчи жарым цикл бардык жогорку деңгээлдеги түзүлүштөр үчүн чыныгы механикалык жана электрдик шок болуп саналат.

Техас штатындагы 1000 кВА трансформатор үчүн жогорку кернешиндеги толук жүктөмдөгү ток 12,47 кВ кернешинде жакында 46 А. Биздин портативдик ток каттоочу куралга түзүлгөн токтун кирүү чокусу 400 Адан ашып кетти — бул толук жүктөмдөгү токтун 9 эсе. Бул айып эмес. Бул нормалдуу магниттешүү иштөөсү. Бирок толук жүктөмдөгү токтун аз гана көбөйтүлгөн маанисинен жогору токтун айыбында иштөөгө орнотулган реле жардамсыз айып менен нормалдуу иштөөнү айырмалай албайт.

 

Токтун кирүүсү чекиттерге, предохранительдерге жана релелерге кандай таасир этет

Токтун кирүүсүнүн трансформатордун иржек тогу тепловое зыян бербейт. Ал дээрлик убакытта координация маселеси. Муну коргоо системасынын ар бир катмарында нене болот:

• Предохранительдер. Таркатуу предохранительдин токтун чыгышынан өтүшү керек. Координациянын практикасы трансформатордун биринчи тармагындагы предохранительлерди толук жүктөм тогунун 12 эсе чоңдугунда 0,1 секунд узактыкка чыдай турган көлөмгө тандайт — бул трансформаторду ишке киргизүү үчүн колдонулган классикалык «12x / 0,1с» эрежеси. Эгерде предохранитель кичине болсо, ал биринчи ишке киргизилгенде жанып кетет жана кимдир бирөө аны алмаштыруу үчүн шыбытка чыгат.
• Ашыкча ток реле-тери. Фидердеги ашыкча ток релеси инстант элементи толук жүктөм тогуна жакын орнотулганда, токтун чыгышын кырка ток деп санайт. Классикалык чечим — инстант элементин эң чоң токтун чыгышынан жогору орнотуу же кыска убакыттык кечигүү кошуу, анда чыгыш тогу реле иштей баштаганга чейин жоголот.
• Дифференциалдык реле-тер. Дифференциалдык коргоо менен жабдылган ири бирдиктерде реле тагы да катуу маселеге дуушар болот: токтун чыгышы тек гана ишке киргизилген жагында өтөт, ошондуктан жөнөкөй дифференциалдык салыштырууда ал ички аварияга окшойт. Модерн реле-тер бул маселени экинчи гармоникалык токтун тоскоолдугу аркылуу чечет — кирүү току экинчи гармоникалык компонентке бай, жана бул компонент негизги токтун 15–20% дан ашып кеткенде, реле токту токтотуудан тосуп, окуяны кирүү ишмердүүлүгү деп, катачылык деп эсептейт.

Чындыкта, бул бардык орнотулуштар трансформатордун техникалык паспортуна басылып чыгарылбаган. Коргоо инженери релени орноткондо, белгилүү бир трансформатордун кирүү токунун сапатын билүү талап кылынат. Бул жерде техникалык талаптарды белгилөө процесси көбүнчө бузулуп калат — сатып алуучу трансформаторду буйрут, подрядчы автоматтык ток кескүчтү буйрут, ал эми эки документти бир-бирине байланыштыруу ток кескүчтү иштетүү күнүнө чейин көзөмөлдөн таштала.

 

 

Техникалык талаптарды белгилөөгө чейин маанилүү сандар

Бир нече параметр кирүү ишмердүүлүгүнүн канчалык күчтүү болорун чечет. Аларды түшүнүш аркылуу сиз талаптарды түзүүнүн ордуна дуа окуусуз, толук техникалык талаптарды түзүшөңүзгө болот:

Параметр	Бул эмне билдирет	Күтүлгөн типтик диапазон
Кирүү тогунун чоңдугунун пик көбөйтүлүшү	Биринчи жарым циклдеги пик токтун номинал токко карата катышы	тармага ток берүүчү трансформаторлор үчүн 8–12x; бул трансформатордын темир-челик материалдарына, ток кескүчтүн түйшүктөрүнүн жабылуу бурчуна жана тармактын импедансына байланыштуу
Экинчи гармоникалык компонент	реле токтотуучу токтун негизги компонентинин пайызы	Көбүнчө иржекте 15%дан жогору; ички кыска туташууда нольго жакын
Транзиенттин өтүш узактыгы	Транзиент канча узак созулганы	Кичинекей кургак типтеги трансформаторлордо бир нече циклден, ири май менен толтурулган трансформаторлордо приблизативно бир секундга чейин
Калдык магнит агымы	Акыркы ток кесилгендеги ороздун ичиндеги магнит агымы	Номиналдык агымдын чоң бөлүгүнө жетишип, эң начар учурда ток кескичи кернеэ нөлгө барабар болгондо жана калдык агым бирдей багытта болгондо

Эң начар ток берүү учурда кернеэ нөлгө барабар болгондо жана калдык агым кирүүчү агымга каршы багытталганда болот. Бул учурда ороздо агымдын талабы номиналдык агымдын эки эсесине жакындайт, бул орозду терең сынашырга алып келет. Ошондуктан окшош трансформатор жүз жолу таза ток берип, жүз биринчи жолу ток кескичин токтотуп коюшат — ток берүү бурчу гана бактысыз болгон.

Трансформатордун иржек тогу 2026-жылы бул иш 5 жыл мурункуга караганда маанилүүрөк. АКШдагы электр компаниялары 2023-жылы таратуу линиясынын трансформаторлоруна жакында 7,5 миллиард доллар чыгыш кылышкан, бул көрсөткүч өткөн жылга караганда 23% га өскөн , анткени эски трансформаторлорду алмаштырып, жаңы кайра калыбына келтирилген энергия көздөрүнө кошулган — бул тенденцияны EIAнын электр тармагына инвестициялоо боюнча талдоосунда көрсөтүш кылса болот. Жаңы трансформаторлордун көбөйүшү — бул ошол трансформаторлор үчүн эрежелер менен координацияланбаган тармактарга көбүрөөк энергия берилүүнүн белгиси. Бир уктаа, АКШ Энергетика министрлигинин Оук Ридж улуттук лабораториясы менен биргэлеше иштеген жогорку эффективдүүлүктөгү корпуслуу болотту колдонуу боюнча иштери жаңы жогорку эффективдүүлүктөгү трансформатордун дизайндарын талаа шарттарына киргизүүгө алып келди — жакшыртылган корпуслар токтун баштапкы чыгышын (inrush) аз гана өзгөртөт, бул дагы бир себеп: эски эрежелердин азыр да иштей турганын болжолдоонун ордуна, чындыкка ылайык маалыматтарды сурап алуу керек.

 

Кийинки сатып алуу тапшырмасыңызда токтун баштапкы чыгышын (inrush) эсепке алуу үчүн кандай техникалык талаптарды койсо болот

Бул бөлүмдү көпчүлүк сатып алуучулар унутуп калат: токтун баштапкы чыгышын (inrush) контролдөөнү сатып алуу тапшырмасына киргизсе болот. Бул маселени объектте гана аныктоого турган эмес. Биздин инженерлер клиент менен трансформатордын энергияланышы , биз алардан RFQ-га беш нерсе коюуну сурабыз:

1. Баштапкы ток маалыматын сураңыз. Эсептелген баштапкы ток көрсөткүчүн же так кВА жана кернеэ деңгээли үчүн чоңойтуу коэффициентин сураңыз — жалпы каталогдун баракчасын эмес. Бирдик даяр болгон болсо, заводдун сыноо бөлмөсүндөгү өлчөмдөрдү сураңыз. трансформатордын энергияланышы документтар заводдун сыноо бөлмөсүндөн. Серьездуу завод бул маалыматты ар кандай аргументтерсиз берет.
2. Коргоо интерфейсин көрсөтүңүз. Заводго жогорудагы коргоо түрүн — предохранитель, реклоузер же реле — жана бириктирүү нүктасындагы кыска туйгун тогу күчүн билдириниз. Предохранитель классын билген завод бирдиктин аны тургузуп турганын тастыкташы мүмкүн.
3. Башкарууга ыңгайлуу энергияланыш ыкмасын белгилөңүз. Бир нече МВАдан жогору болгон бирдиктер үчүн же тайгак системаларда поставщиктен кийинки кабыл алуу тартибин документтештирүүнү сураңыз: биринчи болуп жүктөмсүз энергияланыш, андан кийин фидердеги баштапкы ток окуясын текшерүү, андан кийин жүктөмдү кабыл алуу. Бул жалгыз кадам «трансформатор бүзүлдү» деп чалдырмалардын көпчүлүгүн болтурат.
4. Маанилүү объекттерде токтун жабылуу бурчуна башкаруу санасын караңыз. Кернеэдин чокунда жабылган токтогузгучтар токтун баштапкы чокусун күчтүү төмөндөтө алышат. Токтун токтотулушу кабыл алынбаган дата-орто жана ооруканалардын токтогузгучтарында бул көпчүлүк учурда баасынан гөрө эсепке алынат.
5. Талап кылынган реле координациясынын документтери. Эгерде сиз өзүнүн коргоо системасы бар чоң биримдик сатып алып жатсаңыз, ошондой эле фабрикалык документацияга — экинчи гармоникалык тоскоолдун чеги жана токтун баштапкы чокусунан жогору турган тез иштеген элементтин чеги — да киргизилши керек, андан кийин гана жеткирүүгө жол берилет.

Биз жеткирүүгө даярдаган жерге орнотулган трансформатор север Америкадагы долбоорго, FAT документациясына коргоо инженери бул эсептөөлөрдү жасоого кереги болгон жүктөлбөгөн жоготуулар жана магниттешүү маалыматтары киргизилет. Бул бизге сыноо башкалаганда бир саат убакыт талап кылат жана клиентке кийинчерэки бир апталык токтотуудан сактап калат.

 

Райан Электрикте биз кылган иш

Биз 2007-жылдан баштап 120 000 м² аянтта суюк-искиндирген жана кургак типтеги трансформаторлорду жасап келебиз, ал эми 2023-жылдан баштап биз Eaton менен башташып иштеген сертификатталган сергектеш бул биздин сыноо процедураларыбыз дүйнөдөгү эң ири электр өндүрүүчүлөрүнүн биринин талаптары менен текшерилет дегенди билдирет. Кардарлар "Карап-кароо" жөнүндө сураганда, биз теориялык баракча жибербейбиз. Биздин заводдогу тесттердин жазууларында өлчөнгөн эч кандай жүк жоготуу, толкундоо тогу жана контейнерге кирген бөлүктүн өзөктүк жүрүм-туруму көрсөтүлгөн.

Техастагы подрядчынын окуясы жакшы аяктаган. Биз ага бир тууган бөлүктөн ченелген толкун формасын жөнөттүк, анын инженерлери заматтагы элементти көтөрүп, 0,1 секунддык кечигүү кошушту, жана трансформатор бир жыл бою бир да убарасыз иштейт. Ал эч качан бузулуп кеткен эмес. Координациялык жактан да ошондой болгон.

Биз ар бир сатып алуучуга ушул нерсени айтып беребиз: трансформатордун иржек тогу бул физиканын, өндүрүштүн кемчилиги эмес. Аны тактап, координациялоо, жана долбоордун эң жаман учуру - биринчи иштетүү - кадимки көрүнүшкө айланат.

Эгер сиз жаңы подстанция, күн энергиясынын фермасы же бина өнүктүрүлүшү үчүн трансформаторду тандашыңыз келсе жана сиз аны толуктап коюшунан мурун энергиялаштыруу боюнча эсептөөлөрдү иштеп чыгарууну кааласаңыз, бизге өзүңүздүн бир саптагы схемаңыз жана коргоо орнотулуштарыңызди жөнөтүңүз. Биздин инженерлер биринчи жабылуу учурунда трансформатордун силовузунун сиздин фидериниз аркылуу өтүшүн текшерип берет. Сатып алуу баасын жана чыгыш токтору боюнча маалыматтардын парағын алыш үчүн ryantransformers.com/contact-us .

Автор тууралуу : Бул макала 2007-жылы негизделген жана 2023-жылдан баштап Eaton менен жалпы иштешүүчү трансформаторлорду өндүрүүчү компания — Цзянсу Райан Электрик Ко., Лтд. инженерлеринин тобу тарабынан даярдалган. Биздин инженерлер Север Америка, Орто Чыгыш жана Түштүк-Чыгыш Азиядагы сатып алуучуларга трансформаторлордун колдонулушу боюнча инженердик колдоо, сертификатташтыруу боюнча кеңеш (UL, CSA, IEEE, IEC), айрыкча жерге орнотулган, кургак типтеги жана майга батырылган трансформаторлордун заводдук сыноо маалыматтарын камсыз кылат. Техникалык талаптардын колдоосу үчүн бизге [email protected] дарегине хабарлашыңыз.