Transformatora vektora grupas skaidrojums: Dyn1, Dyn11 un Yyn0, kāpēc pulksteņa numurs nosaka jūsu projektu

Abi transformatori teorētiski bija identiski: katrs 1250 kVA, 13,8 kV līdz 480Y/277 V, pretestība atšķirās mazāk nekā par pusi procentpunktu. Tomēr tos nevarēja ekspluatēt paralēli. Iemesls bija viena rinda uz tips plāksnītes — transformatora vektora grupa — kur uzstādītā vienība norāda Dyn11, bet rezerves vienība, kuru mums lūdza atbilst, norāda Dyn1. Trīsfāžu sistēmās šis pulksteņa numurs nosaka, vai divas vienības ir identiskas vai pilnīgi atšķirīgas, un tas ir biežākais lauciņš, ko atstāj tukšu pieprasījumā.

Ko īstenībā norāda transformatora vektora grupa

Burti apraksta tinumu savienojumus, bet cipari norāda fāžu nobīdi. Lielie burti attiecas uz augstsprieguma tinumu, mazie burti — uz zemsprieguma tinumu: D un d nozīmē trijstūri, Y un y — zvaigzni, Z un z — zigzag, bet mazais n nozīmē, ka neitrālais punkts ir izvedots ārā un pievienots. Tātad transformatora vektora grupa pieraksts Dyn11 apzīmē augstsprieguma tinumu ar trijstūra savienojumu, zemsprieguma tinumu ar zvaigznes savienojumu un izvedotu neitrālo punktu, kā arī fāžu nobīdi 11 × 30 = 330 grādi.

Pulksteņa konvencija ir definēta ar savienojumu simboliem IEC 60076-1 (https://webstore.iec.ch/en/publication/588/). Iedomojieties, ka augstas sprieguma (HV) fāzu vektors ir novietots uz pulksteņa 12:00; zemas sprieguma (LV) fāzu vektors atrodas uz pulksteņa stundas, ko norāda skaitlis. Pulksneņa 11:00 atbilst 330 grādiem, kas nozīmē to pašu, ka LV fāze iepriekšo HV fāzi par 30 grādiem. Pulksneņa 1:00 ir 30 grādi pretējā virzienā, tāpēc Dyn1 vienībā LV fāze atpaliek no HV fāzes par 30 grādiem. Abi varianti ir derīgi un ļoti bieži sastopami. Turklāt tie atrodas 60 grādu attālumā viens no otra, nevis 0 grādu attālumā — šis ir tas nianses jautājums, kas bieži mulsina cilvēkus.

Nevienu no šiem parametriem nevar mainīt pie ieslēgšanas. Vektorgrupa ir noteikta pēc tam, kā tinumi fiziski savienoti iekšēji transformatora tvertnē un kā vadi pievienoti termināļiem, tāpēc tā ir fiksēta projektēšanas stadijā, norādīta uz tipskartiņas un apstiprināta rūpnīcas testos. Ja pasūtījumā ir dažādu veidu transformatori, jūs varat sastapt arī YNd11 (zvaigzne HV ar neitrālo vadu, trijstūris LV) augstošai funkcijai, Yzn11 zigzag sekundārajiem tinumiem un Dd0 trijstūrim–trijstūrim rūpnieciskajiem transformatoriem.

 

Vektorgrupas, ar kurām jūs sastapsities reālos projektos

Seši grupu aptver gandrīz visu, kas iet cauri mūsu testu zonai. Zemāk redzamā tabula ir praktiskā versija, kuru mēs nosūtām projektu inženieriem, kad viņi jautā, kuru grupu iekļaut specifikācijā.

Fāzes grupa	Fāžu nobīde (ZS attiecībā pret VS)	Kur to var redzēt	Kāpēc to izvēlas
Yyn0	0 grādi, fāzē	Mazas sadalības vienības un ZS tīkli, kas jātur fāzē ar VS padevi	Vienkārša četrvasu padeve, bet nav delta savienojuma, lai absorbētu triplās harmonikas
Dyn1	ZS atpaliek no VS par 30 grādiem	Trīsfāžu sadalības un uz zemes montējamas vienības, kas izgatavotas saskaņā ar Ziemeļamerikas praksi	Izplatītā ANSI un CSA sadalības shēma; delta savienojums uztver triplās harmonikas
Dyn11	ZS ieprīkst VS par 30 grādiem	Eiropas un IEC prakses sadalības tīkli un lielākā daļa eksporta projektu	Noklusētā IEC sadalīšanas grupa, ar tādu pašu harmonisko labumu kā Dyn1
YNd11	ZS ieprīkst VS par 30 grādiem	Ģeneratora paaugstināšanas un pārvades transformatori, augstsprieguma zvaigzne ar zemētu neitrālo vadu	Sistēmai nodrošina zemētu augstsprieguma neitrālo vadu, ar delta zemsprieguma tinumu
Yzn11 / Dz0	Zemsprieguma tinums ir par 30 grādiem priekšā / fāzē	Vienības, kas baro ļoti nesabalansētu četrvasu zemsprieguma slodzi	Zigzag sekundārais tinums pārvada nulles secības strāvu, nepārkarsējoties
Dd0 + Dy11	starp abiem sekundārajiem tinumiem ir 30 grādu nobīde	Vidējās frekvences pārveidotāji un divpadsmit impulsu piedziņas transformatori	30 grādu leņķis starp sekundārajām strāvām novērš piekto un septīto harmonisko komponenti

Vislielāko grūtību rada reģionālais raksturs. Ziemeļamerikas sadalīšanas prakse izvēlas Dyn1, kur zemsprieguma puse atpaliek no augstsprieguma puses par 30 grādiem; IEC un Eiropas prakse izvēlas Dyn11, kur tā ir par 30 grādiem priekšā. Abi varianti ir pareizi, un vienas līnijas shēmā bieži norāda tikai tinumu burtus bez pulksteņa skaitļa. Ja specifikācijā teikts «delta-zvaigzne» un vairāk nekas nav norādīts, piegādātājs ražos saskaņā ar vietējo konvenciju, un rezerves vienība, ko pasūtījusi cita valsts, var ierasties ar 60 grādu fāžu nobīdi attiecībā pret to vienību, kuru tai vajadzētu aizstāt.

Tāpēc uzrakstiet pilno apzīmējumu. Dyn11, nevis «delta-zvaigzne». Pievienojiet neitrālās vadītāja prasību, jo Dd vai Dy bez burta «n» nozīmē, ka neitrālā termināla vispār nav, kas maina zemsprieguma sistēmas zemēšanu un to, ko redz aizsardzības sistēma. Papildu seši simboli zīmējumā neko nenokārto piedāvājuma stadijā un tos vēlāk nevar novērst bez rūpnīcas pārsavienošanas un jaunas pārbaudes.

 

Kāpēc pulksteņa numurs nosaka, vai divi vienību bloki var darboties paralēli

Pirms diviem transformatoriem var dalīt kopīgo barošanas līniju, jāizpildās četrām prasībām. Tiem jābūt vienādai fāžu nobīdei, vienādam sprieguma attiecībai, tuvu vienādām impedancēm un identiskām tap pozīcijām. No šīm četrām prasībām tikai pirmā ir absolūta. Paralēlās darbības norādījumi dokumentā IEC 60076-8 (https://webstore.iec.ch/en/publication/606/) iztirzā šo jautājumu tieši šādā secībā: savienojuma grupai jāsakrīt, attiecībai jāsakrīt ar precizitāti daļiņā procentā un impedancēm jābūt pietiekami līdzīgām, lai neviena ierīce netiktu pārslodzīta savā nominālvērtībā.

Šeit ir tas, ko patiesībā izraisa neatbilstība. Pieņemsim divas 1000 kVA vienības ar nominālo sekundāro spriegumu 480 V un 5,5 % impedanci. Ja to grupu fāžu nobīde ir 30 grādi, abu vienību sekundārie spriegumi atrodas dažādos fāžu leņķos, un spriegums starp atbilstošajām fāzēm abās vienībās ir 2 × 480 × sin 15°, tas ir aptuveni 52 % no nominālā sprieguma. Ja šo vērtību izdala ar abu impedanču summu, tad cirkulējošā strāva ir aptuveni 4,7 reizes lielāka par nominālo strāvu — pat pirms kāda slodzes pieslēgšanas. Ja abu pulksteņa skaitļu fāžu nobīde ir 60 grādi — piemēram, Dyn1 vienība blakus Dyn11 transformatoram — tad abu spriegumu starpība ir pilnīgi vienāda ar nominālo spriegumu, un cirkulējošā strāva tuvojas deviņkāršai nominālās strāvas vērtībai. Paralēli savienošanas ierīces ieslēgšana šādā stāvoklī nav tikai ievadīšanas nepatīkamība; tā ir īssavienojums ar slēdzi.

Attiecības un impedances neatbilstības ir klusākas, bet dārgākas. Attiecību starpība 1 % starp diviem citādi identiskiem vienībām rada apgriezenisko strāvu, kas ir aptuveni 9 % no nominālās strāvas pie 5,5 % impedances, kas izpaužas kā papildu tukšgaitas zudumi un kā siltums transformatorā, kuram nav slodzes. Impedances neatbilstība vispār neapstādina vienību kopīgu darbību; tā vienkārši nosaka, kura vienība strādā intensīvāk: vienādām attiecībām slodze sadalās pretēji impedances lielumam, tāpēc zemākās impedances vienība sasniedz pilnu slodzi, kamēr tās partneris joprojām pārvadā mazāku slodzi. Tādējādi transformators tiek pārslodīts vietā, kur katrs uzraksts uz plāksnītes izskatās pareizi.

 

Harmonikas, zemējums un nesabalansēta slodze: otrais iemesls, kāpēc grupa ir svarīga

Vijuma izkārtojums veic vairāk nekā fāzora pagriezienu. Dyn vienībā augstsprieguma vijums, kas savienots trijstūrī, trešajiem harmoniskajiem un nulles secības strāvām nodrošina slēgtu ceļu iekšēji transformatorā, tāpēc sekundārā sprieguma forma paliek tuvu sinusoidālai pat tad, ja serde tiek smagi slodzīta. Yyn vienībā, kur nav trijstūrī savienota vijuma un nav trešā vijuma, šīs pašas strāvas nevar apritēt pa vijumiem un tādēļ pārvieto neitrālo punktu, tāpēc Yyn konstrukcijas parasti ierobežo ar mazākām sadalīšanas jaudām un tās ir nepiemērotas rūpnīcai, kurā ir daudz mainīgās frekvences piedziņu.

Delta arī nodrošina nulles secības ceļu, kas ļauj darboties zemes avārijas aizsardzībai. Dyn transformatorā zemākās sprieguma (LV) puses zemes avārija rada strāvu, ko augstākās sprieguma (HV) puses aizsardzība var redzēt un kvantificēt, jo delta nodrošina atgriešanās ceļu. Ja izvēlas grupu bez šāda ceļa, avārijas strāvai ir jāmeklē ceļš caur zemēšanas sistēmu, kas parasti nozīmē lēnāku vai mazāk jutīgu aizsardzības iestatījumu. Tas, vai neitrālais vads vispār tiek izvedis — n burtu Dyn11 apzīmējumā — nosaka, vai ir četrprovadu LV sistēma, vai neitrālais kontakts zemēšanas pretestībai, vai trīsprovadu slodze, kuru citur ir jāuzzemē.

Vēl divi gadījumi rodas pietiekami bieži, lai tos iekļautu plānošanā. Objekti ar lielu vienfāžu zemsprieguma slodzi, piemēram, komerciālais ēku komplekss ar lielu apgaismojuma un kontaktligzdu patēriņu vienā fāzē, labāk tiek apkalpoti ar zigzag grupām, piemēram, Yzn11, kas ir konstruētas, lai nepārtraukti izturētu nulles secības strāvu. Turklāt divpadsmitpulsu vienādojumu vai lielu līdzstrāvas piedziņu parasti baro no trīsveida transformatora, kura divas sekundārās tinumgrupas ir nobīdītas par 30 grādiem, jo šī nobīde novērš piektās un septītās harmonikas, neļaujot tām nonākt elektroapgādes tīklā. Abas šīs izvēles tiek veiktas specifikācijas izstrādes stadijā; neviena no tām nav pēc tam veicama pārbūve.

 

Ko iekļaut specifikācijā un kā to pārbaudīt

Pieci jautājumi pieprasījumā gandrīz pilnībā novērš risku. Pirmkārt, pilnais savienojuma simbols ar pulksteņa numuru, piemēram, Dyn11, kā arī neitrālā vada prasība. Otrkārt, regulēšanas diapazons un vai ierīcei jādarbojas tajā pašā regulēšanas pozīcijā, kas ir norādīta ekspluatācijā esošajam transformatoram — rezerves transformators, kas atbilst visos citos aspektos, izņemot regulēšanas pozīciju, joprojām nav paralēli pieslēdzams. Treškārt, nepieciešamā impedance ar norādītu pieļaujamo novirzi, jo 5,5 % līdz 6 % diapazons ir cita produkta specifikācija nekā „aptuveni 6 %“. Ceturtkārt, zemsprieguma tinuma maksimālā īsslēguma strāva, ko tas spēj izturēt, jo šis parametrs saistīts ar zemēšanas un aizsardzības shēmu. Piektkārt, vēlamā fāžu secība un termināļu marķēšanas konvencija, jo Ziemeļamerikas un IEC termināļu apzīmējumi nav viens un tas pats.

Verifikācija ir vienkārša, un tā ir ikdienišķa pārbaude, nevis īpaša pārbaude. IEC 60076-1 ietver sprieguma attiecības mērīšanu un fāžu nobīdes pārbaudi, bet IEEE C57.12.90 starp citām mērījumu metodēm šķidruma iemērktiem transformatoriem norāda attiecības pārbaudes, polaritātes un fāžu saistības pārbaudes. Prasiet testa protokolu, kurā norādīta faktiski izmērītā fāžu nobīde, ne tikai attiecības skaitļi. Testa lapa, kurā norādītas trīs attiecības, bet nav veikta savienojumu pārbaude, jums neko nepasaka par to, vai grupa atbilst zīmējumam.

Pēc tam pirms vienības iziešanas no rūpnīcas nolasiet uzlīmi pret testa lapu. Savienojuma simbols, transformācijas attiecība, impedance, tap tabula un vektorgrupa visi jāsalīdzina ar to pašu testa ierakstu, un uzlīmei jābūt projektā prasītajam sertifikācijas zīmogam — cULus vai CSA zīmogam Kanādas vai ASV instalācijām, kur CSA C227.4 nosaka prasības trīsfāžu zemējumā montējamām sadalīšanas vienībām. Šo pārbaudi var veikt patstāvīgi UL Solutions sertifikācijas meklētājprogrammā vietnē https://www.ul.com/, un to vērts izdarīt pirms uzlīmes fotogrāfijas pieņemšanas kā pierādījuma. Šis ir arī moments, kad jāfotografē uzlīme un jāarhivē, jo fotogrāfija kļūst par atsauces materiālu nākamajai rezerves daļai, ko pasūtāt.

 

Kā mēs izveidojam un testējam pielāgotas trīsfāžu vienības

Ryan Electric ražo transformatorus kopš 2007. gada 120 000 m² lielā objektā ar vairāk nekā 180 ražošanas un testēšanas iekārtu komplektiem un 37 patentiem, strādājot saskaņā ar UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS un CE prasībām. Kā UL sertificēti transformatoru piegādātāji , mēs piegādājam cULus marķētus un CSA atbilstīgus vienību vienības Ziemeļamerikas projektos, un transformatora vektora grupa uz katras vienības ir pierādīts boksā pirms tvertnes krāsošanas. Katrai trīsfāžu vienībai tiek veikti attiecību un fāžu saistības testi, izmērītais nobīde tiek reģistrēts rutīnas testa lapā, un uzlīme tiek pārbaudīta pret šo lapu, nevis pret zīmējumu, kurā paslēpjas neatbilstības.

Lielāko daļu pielāgotā darba, ko mēs veicam, nav eksotiska. Tas ir projekts, kam nepieciešama Dyn11 transformatoram lai atbilstu Eiropā izstrādātam slēdžu panelim vai Dyn1 vienībai, kas jānovieto blakus Ziemeļamerikas tipa zemējumā montētajam transformatoram uz tās pašas barošanas līnijas, vai rezerves vienībai, kas jāizgatavo atbilstoši jau uzstādītai vienībai, kuras nosaukuma plāksnīte ir vienīgais saglabājušies dokuments par to, kā tā bija pieslēgta. Kopš 2023. gada mēs arī darbojamies kā oficiāls Eaton kopuzņēmuma partneris, un tas galvenokārt nozīmē vienu lietu: dokumentācija un testu protokoli, ko kopuzņēmuma partnerim paredzēts glabāt, ir tie paši dokumenti, kas projektētājam nepieciešami, kad pēc trīs gadiem pēc nodošanas ekspluatācijā rodas jautājums par paralēlo pieslēgšanu.

 

Nākamais solis

Nosūtiet mums divas lietas, un atbilde parasti nāk vienā dienā. Fotogrāfiju no jau esošā transformatora nosaukuma plāksnītes — iekļaujot pieslēguma simbolu un tapu tabulu — un vienvirziena shēmu barošanas līnijai, pie kuras tiks pieslēgta jaunā vienība. Ar šo informāciju mūsu inženieri apstiprinās vajadzīgo grupu un pateiks, vai standarta izpildījumā Dyn11 transformatoram vai Dyn1 izpildījums ir piemērots, un rakstīt uz papīra reizinājumu, impedances pieļaujamo novirzi un tapu diapazonu, kas ļauj paralēlu darbību.

Ja jūs definējat no nulles un vēl neesat noteikuši savienojuma simbolu, tas ir piemērotākais laiks, lai to izvirzītu. transformatora vektora grupa to nosaka zīmējums un apstiprina tests, tāpēc to var pareizi noteikt jau piedāvājuma stadijā. Lūdziet atzīmētu specifikāciju pārskatu vai nosūtiet jums aktuālos parametrus, un mēs jums atgriezīsimies ar grupu, impedances joslu un testēšanas plānu jūsu projektam.

Par autoru

Šo rokasgrāmatu sagatavoja Ryan Electric lietojumprogrammu inženieru komanda, kas UL sertificēti transformatoru piegādātāji strādājam ar komunālo, rūpniecisko, datu centru un atjaunojamās enerģijas projektiem visā Ziemeļamerikā, Vidusjošumā, Dienvidaustrumāzijā un Āfrikā. Mūsu inženieri ir uzraudzījuši rūpnīcas pieņemšanas testus eļļā iegremdētiem un sausajiem transformatoriem jaudā no 500 kVA līdz 200 MVA, tostarp trīsfāžu konstrukciju attiecības un fāžu attiecību verifikāciju. Pirms pasūtījuma izdošanas nosūtiet rasējumus, elektrodzinēju grafiku un esošās uzlīmes fotogrāfiju mūsu inženieru departamentam pārskatīšanai.