Објашњена импеданца трансформатора: Како проценат импеданце поставља струју кратког кола, пад напона и паралелно функционисање

Две 2.000 кВА јединице су слетеле на истом подстаници прошлог пролећа. Исти однос напона, исти 208Y/120 V секундарни, оба UL наведена на табели. Поручници су затворили прекидач за везу да би се успоредио са њима, и за два сата активиран је аларм за температуру на једној јединици. Ништа није било неисправно. Један трансформатор је купљен на 5,75% импеданце, други на 4,0% и када две јединице деле аутобус, оптерећење се дели обратно са импеданцом. Уједност од 4,0% имала је око 59% укупне приче, док је њен партнер био на 41%. Радио је посао већих трансформатора, и загревао се као један.

То је један проценат који је разлог импеданца трансформатора заслужује више пажње од једне линије коју обично добија у наруџбини за куповину. Проценат импеданце одреди три ствари истовремено: колико струје који се користи за прекидање грешака, колико напона губите између пуног и непоређеног оптерећења, и да ли две јединице могу радити паралелно без тога да једна од њих носи део друге. Ако погрешите на папиру, грешка ће се појавити на терену, у студији лука или на састанку за пуштање у рад.

 

Шта заправо мере импеданца трансформатора

Процентна импеданца се мери са једном намотањем у кратком затварању и променљивим напоном који се примењује на другу. Подигне се то напон до номиналне струје, а затим се изрази примењен напон као проценат номиналне напоне. Трансформатору од 5,75% потребно је 5,75% свог номиналног напона да би се номинална струја прошла кроз кратку завртању. Већина те импеданце долази од течења који не повезује оба намотања, плус отпор самог бакра.

Процедура је стандардизована. Мерење импеданце и губитка оптерећења се налази у ИЕЕЕ C57.12.90 за јединице које су потопљене течношћу, објављене на Страница Асоцијације за стандарде ИЕЕЕ за код тестирања ; општи захтеви за трансформаторе снаге, укључујући и начин на који се декларише импеданца кратког кола, утврђени су у ИЕЦ 60076-1 - Да ли је то истина? Оба захтевају да се бројка односи на наведену струју и референтну температуру, јер се компонента отпора и стога укупна креће док се намотки загревају.

Типични бендови изгледају овако:

Класа трансформатора	Типична импеданца (%З)	Шта одређује вредност
Строг тип, до 1000 kVA	4% - 6%	Ограничење струје од грешке против пада напона
Дистрибуција у течности, 500 - 2500 кВА	4% - 6%	Координација струје од грешке у комуналним услугама
Средња снага, 5 - 20 МВА	6% - 10%	Уредба за секундарну разметну опрему, чврстоћа система
Велике снаге, изнад 20 МВА	8% - 16%	Проблемна струја, цена за јединицу, регулација напона

 

Погледајте то као опсег, а не као правило. Два добављача могу да цитирају исти кВА на супротним крајевима и оба су у праву. Број који добијате је компромис дизајна договорен у фази спецификације, а не нешто што се открива на фабричком тесту прихватања.

 

Зашто процентна импеданца одређује доступну струју кратког кола

Ево арифметике коју већина купца никада не види. На основу јединице, импеданца трансформатора дефинише струју доступну на секундарном: Isc је једнака номиналној секундарној струји подељеној по импеданци по јединици. Узмите 2.000 кВА, 480 В трифазна јединица. Намерана секундарна струја је 2.406 А. 5.75%импеданца бутано трофазни недостатак на секундарном може достићи око 41 800 А - Да ли је то истина? У 4.0%исти трансформатор достиже око 60 150 А .

Та разлика од 1,75 тачака помера доступну струју кратког прекида за отприлике 18 kA. То је разлика између две класе нисконапонске превртне опреме, два захтева за подстицање буса и два резултата инцидентне енергије у студији лука. Извршитељи у Тексасу и Алберти стално нас питају о томе, обично након што је координациона студија вратила опрему коју не могу купити по цени коју су претпоставили.

Импеданца такође има облик. Проценат је векторска сума компоненте отпора, која производи губитак оптерећења, и реактивне компоненте, која складишти енергију цурења. Однос између њих одређује колико ће асиметрични бити први циклуси струје, а прекидач који изаберете мора да се затвори на тој асиметрији. Два трансформатора са истом вредношћу импеданце и различитим односма нису разменива у студији грешке.

 

 

Регулација напона: друга половина исте трговачке

Импеданца купује ограничење струје од повреде и наплаћује вас у регулисању напона. Под оптерећењем, терминални напон се смањује за количину која се шкалира са импеданцом и струјом оптерећења, а пад је приближно компонента отпора помножена на косинус угла оптерећења плус реактивна компонента помножена на синус. Стровији трансформатор ниже импеданце боље држи свој секундарни напон, што је управо оно што желе мотори за тешке инсталације или дато сале са уским прозором напона.

Помазајте импеданцу и секундарни остаје раван, али доступна струја грешака се повећава, а то је исто и цена сваког уређаја дотока. Подигните импеданцу да бисте уклонили струју грешака и истим оптерећењима сада видите више пада напона и више реактивних губитака. Ниједна једна геометрија навијања не даје вам оба, због чега ова слика припада дискусији о спецификацијама, а не у подразумеваном шаблону.

Норми такође признају да декларисана вредност није тачна. ИЕЦ 60076-1 утврђује како се одређује импеданца кратког кола и која се толеранција примењује на пријављену бројку, а те толеранције су довољно широке да јединица може легитимно тестирати неколико десетих процената од броја у уговору. Ако је паралелност у вашој будућности, напишите опсег толеранције уместо да претпостављате да је ознака тачна.

 

Паралелна прилика: Где један проценат постаје прави новац

Паралелна операција има четири услова, а импеданца је само једна од њих: одговарајући однос напона и положај славине, иста група вектора и фазно померање, исти фазни секвенс и импеданца која одговара и у величини и у односу реактивно-резистиван.

Када импеданца две јединице не одговара, оптерећење се деља обратно са њом. Пример пуштања у рад изнад је случај у уџбеници. Покрените 4,0% и 5,75% јединице на 90% њиховог комбинованог капацитета и јединица са малом импедансом је већ прешла своју рејтингу док други још увек има простор за главу. Јединица са већим импедансом никада се не напушта; њен партнер носи пар.

Већина комуналних и индустријских спецификација ограничава разлику импеданце између јединица намењених за паралелно рад на 10%, а опреза је заслужена, јер неравнотежа брзо расте док се јаз шири. Ако је будућа веза између два трансформатора чак и могућа, ставите импедантни опсег у оба налога за куповину истовремено. Добивање одговарајуће јединице пет година касније је место где ови пројекти постају скупи.

 

Како да одредите импедансу без да се увучете у кутију

Цифра импеданце трансформатора је унос спецификације, а не резултат теста који ће се касније открити. Седам ствари припада у одељку за импеданцу у РФК, а већина њих не кошта ништа да се наведе:

• Вредност и толеранција импеданце. Укажите номиналну вредност и прихватљив опсег, и код номиналне струје.
• Референтна тапа. Импеданца се мења у распону напања, па реци на које напајање се односи вредност и питај за екстремне вредности напања.
• Референтна температура. Отпорност зависи од температуре, као и број који наведете.
• Рейтинг грешака доле по поток. Дајте добављачу рејтинг прекидача и нека предложи прозор импеданце који одговара.
• Потреба за регулисањем напона у пројектном фактору снаге оптерећења.
• Паралелна намера. Ако се друга јединица може додати касније, реците то сада и наведите одговарајући опсег.
• Потреба за извештавањем. Запитајте за мерење импеданце и губитка оптерећења у извештају о рутинском испитивању, а не само у пројектном израчуну.

Последња ствар је важнија него што изгледа. На више пројеката смо посматрали паралелни пар који одбија да дели оптерећење јер два рутинска извештаја о тестирању никада нису постављена једна поред друге пре пуштања у рад.

 

Како Рајан Електрик мере и извештава импеданцу

Свака јединица која напушта наш тест бај има своју импеданцу и губитак оптерећења измерена на номиналну струју и пријављен у односу на пријављену вредност, на позицијама славица заправо снабдеване, а не само на главном славицу. Када је купац навео одговарајући опсег за будуће паралелно са сталним сталом од 10 mm , исти извештај садржи бројке екстремних слања тако да инжењер за пуштање у рад може проверити пар пре напајања.

Изграђујемо у објекту од 120.000 квадратних метара са више од 180 сетова производње и опреме за тестирање и 37 патента, а имамо и покривеност UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS и CE сертификације. Од 2023. године, Рајан Електрик је радио као званични партнер у заједничком подухват Етон, и тај однос оштрио стандард документације иза сваког извештаја о тестирању који износимо. Број импеданце на нашој табели је измерена вредност са траживим записом иза ње, што је једина верзија тог броја која вреди ставити у координациону студију.

 

Пошаљи нам једноречни дијаграм пре По

Пошаљи нам дијаграм једне линије, рејтинг трансформатора, рејтинг секундарног прекидача и профил оптерећења. Наш инжењерски тим ће се вратити са прозором импеданце трансформатора који задовољава ограничења за струју и талас истовремено, и, где је паралелно планирано, одговарајући опсег за обе јединице тако да пар дели оптерећење од првог дана. Фиксација импеданце на папиру не кошта ништа. Поправити га након путовање у рад је прекид.

 

О аутору: Овај чланак је написао инжењерски тим компаније Ryan Electric (Jiangsu Ryan Transformers), произвођач трансформатора од ливе смоле, преливања у уље и трансформатора са падом који од 2007. године служе комуналним, центрима података, производњи обновљивих извора и индустријским купцима. Тим свакодневно ради са ИЕЕЕЕ Ц57 и ИЕЦ 60076 захтевима и подржава програмере и ЕПЦ извођаче кроз спецификације, фабричко тестирање и пуштање у рад.