tehomuuntajat lisäävät tai vähentävät jännitteen ja virran suuruutta sähköjärjestelmässä. Tämä muunnos tapahtuu Faradayn induktioperiaatteen ja ampeerikierrosten (tai käämikierrosten) vaihtelun vuoksi. Huomaa, että siirretty teho pysyy samana (miinus muutama ydin-ja kuparihäviö).
- muuntajan rakenne
- ytimen rakenne
- mikä on muuntajan ytimen tarkoitus?
- Mitä eroa on ydintyyppisellä ja kuorityyppisellä muuntajalla?
- miksi shell-tyyppinen muuntaja on parempi kuin core-tyyppinen muuntaja?
- käämitys
- miten muuntajan käämit on suunniteltu?
- miten muuntajan käämien lomitus auttaa?
- miten muuntajan käämit eristetään?
- holkin rakenne
- mikä on muuntajan holkin tarkoitus?
- Kuormanvaihtimen suunnittelu
- mikä on Kuormanvaihtimen tarkoitus?
- mitä kuormanvaihtaja sisältää?
- panssarivaunujen suunnittelu
- Jäähdytysjärjestelmän suunnittelu
- miten lämpöä hallitaan säiliön sisällä?
- mikä on konservaattoritankin tarkoitus?
- Voiko muuntaja toimia yli nimikylttiluokituksensa?
- muuntajan Käämiliitäntä
- Wye-ground Wye-ground muuntajan edut
- Wye-ground Wye-ground muuntajan haitat
- Delta Wye-ground-muuntajan edut
- Delta Wye-ground-muuntajan haitat
- Delta Tertiäärikäämitys ja sen soveltaminen
- miten muuntajan maadoitus vaikuttaa sähköjärjestelmän suunnitteluun
- Yhteenveto
muuntajan rakenne
tehomuuntaja sisältää 6 avainkomponenttia.
- ydin
- käämitys
- holkit
- Kuormanvaihtaja
- säiliö
- jäähdytys
tehoinsinöörinä osaat määritellä muuntajat oikein.
ytimen rakenne
mikä on muuntajan ytimen tarkoitus?
ydin toimii välikätenä. Koska ensiö-ja toisiokäämit ovat sähköisesti eristettyjä, ydin tukee induktioprosessia tarjoamalla polun magneettivuodelle siirtyä ensiökäämistä toisioon. Tämän tehtävän tukemiseksi sen täytyy suorittaa kaksi asiaa oikein
– antaa hyvä magneettinen permeabiliteetti.
– minimoi vuon vuoto.
tämä tehdään käyttämällä kylmävalssatusta Jyväsuunnatusta (CRGO) teräksestä valmistettuja laminoituja levyjä.
Mitä eroa on ydintyyppisellä ja kuorityyppisellä muuntajalla?
laminoidut levyt muodostetaan joko ydin-tai kuorityyppiin. Tarkkaile niiden eroja alla olevista kuvista.
-
Ydintyyppinen muuntaja. Huomaa, miten käämit kapseloivat ytimen (laminoidut levyt). -
toinen 5-raajainen ydinmuuntaja.
miksi shell-tyyppinen muuntaja on parempi kuin core-tyyppinen muuntaja?
kuorityyppinen muuntaja, vaikkakin kallis valmistaa (lisämateriaalin vuoksi), on ydintyyppiä parempi seuraavista syistä
1. Tarjoaa korkean oikosulkuvirran kestävyysominaisuudet. Pohjimmiltaan laminoidut metallilevyt käämien ympärillä ahdin sitä, kun ne taipuvat tai kiertyvät oikosulun aikana.
2. Ulkopuoliset raajat tarjoavat ylimääräisen väylän vuotovuon virtaamiseksi. Ilman tätä pakoreittiä, kuten ydintyypissä, tapahtuu paikallista ylikuumenemista.
3. Se kestää jännitepiikki paremmin, koska interleaved levy käämit (selitetty alla).
käämitys
miten muuntajan käämit on suunniteltu?
käämit johtavat virtaa. Sellaisenaan voit lisätä indusoitua jännitettä lisäämällä kierrosta ytimen ympärillä ja pienentää jännitettä vähentämällä kierroksia.
ensiö-ja toisiokäämien osalta käyttämällä jatkuvasti transponoitua johtinta (CTC) saadaan suuri mekaaninen stabiilius (magneettikenttien peruutustavan vuoksi). Tertiäärisiin tai stabiloiviin käämeihin käytetään litteää kuparijohtinta.
-
jatkuva transposoitu johdin CTC -
Tasainen kuparijohtin -
muuntajan käämityksen kääntömenetelmä. Kerros-ja kierteiset käämit, joita käytetään yleisesti tertiäärisiin käämeihin. Levy käämit käytetään yleisesti ensisijainen ja toissijainen käämit.
miten muuntajan käämien lomitus auttaa?
vaikka käämit voidaan pyörittää kierteisesti ytimen ympäri, kierrosten välissä (katso kuva) syntyy minikondensaattoreita, jotka auttavat hajottamaan tulevan jännitepiikin ja hautaamaan sen käämeihin. Suojalangan (Tasainen kupari) asettaminen kierrosten väliin on toinen tapa kanavoida Aalto.
miten muuntajan käämit eristetään?
virran kanavoimiseksi jokainen kuparin tuuma on (kraft) paperieristetty: kääntö-kääntö, LV-käämityksen ja ytimen välillä, HV-ja LV-käämityksen välillä, HV-käämityksen ja ytimen välillä.
-
toisiokäämi laminoiduilla ydinmetallilevyillä -
huomaa vaihteiden, kelojen ja Kelan ja rungon välinen eristys (yläosassa). Huomatkaa myös suojalanka.
holkin rakenne
mikä on muuntajan holkin tarkoitus?
holkit tarjoavat väylän, jolla virta kulkee jännitteisestä (suurjännitteisestä) johtimesta säiliön sisällä oleviin käämeihin (ilman, että säiliö energisoi). Sinun pitäisi olla huolissaan kahdesta yhteyspisteestä. Yksi, huipulla, jonne kapellimestari laskeutuu. Posliinieriste ylläpitää vaihe-maavaraa. Toiseksi holkin sisällä paperin ja folion luomat mini-kondensaattorit säilyttävät välyksen (kondensaattorit hajottavat jännitteen). Tällaista holkkia kutsutaan kapasitanssiksi tai lauhduttimen holkiksi. Tämä on tyypillistä muuntajille HV, EHV, & UHV jännitteellä. Keskijännitteellä ja alle hartsi (kuiva) holkit ovat vaihtoehto.
Kuormanvaihtimen suunnittelu
mikä on Kuormanvaihtimen tarkoitus?
kun kuormitus kasvaa tai pienenee, jännite sähköasemalla joko pienenee tai kasvaa vastaavasti. Jännitteen pitämiseksi vakaana käämikierrosten määrää voidaan lisätä tai poistaa (muista, että lisäkierrosten lisääminen lisää jännitettä tai päinvastoin). Tämä on kuormanvaihtimen tehtävä-vakauttaa jännite vaihtelevilla kierroksilla. OLTC-käämit pysyvät pääsäiliössä (ytimen ympärillä), kun taas käyttäjä ja sen lisävarusteet kiinnittyvät erilliseen osastoon.
mitä kuormanvaihtaja sisältää?
jokaisen muuntajan sisällä olevan hanan välillä on satojen volttien potentiaaliero. Joten, kun teet tai rikot tap-yhteyden, valokaari hoidetaan tyhjökytkimillä. Kun yhdistää kaksi naputusasentoa, potentiaaliero ohjaa kiertovirtaa. Ennaltaehkäisevä autotransformer toimii induktorina rajoittaen kiertovirtaan liittyvää kiirettä. Tämä on reaktiivinen OLTC. Toinen muunnelma on resistiivinen OLTC.
-
Tyhjökytkimet (valkoiset pullot) LTC: ssä -
Hananvaihtomekanismi -
ennaltaehkäisevä automaattitransformaattori säätelee rush-virtaa, kun se yhdistää kaksi hanan asentoa
panssarivaunujen suunnittelu
panssarivaunujen suunnittelu on paikka-ja projektivaatimusten tukemista. Voit määrittää holkit millä tahansa puolella, asentaa jäähdytysjärjestelmät, vähentää ääntä käyttämällä ainutlaatuista säiliöpaneelia, valita eristetyn vaiheen väyläkanavat-erotellut tai ei-erotellut väyläkanavat jne.
toinen kriittinen suunnittelupäätös on valita kolme 1-vaiheista tai yksi 3-vaiheinen muuntaja. Generaattorin step-up-muuntajat suurilla voimalaitoksilla, muuntajat EHV-sähköasemilla kulkevat kolmen 1-vaiheen reittiä.
Kolme 1-vaihemuuntajaa ovat eristäneet jokaisen pankin toisistaan ja tarjoavat siten jatkuvuutta palvelulle, kun yksi pankki pettää. Yksi 3-vaihemuuntaja, olipa se ydin-tai kuorityyppinen, ei toimi edes yhden pankin ollessa poissa käytöstä. Tämä 3-vaiheinen muuntaja on kuitenkin halvempi valmistaa, sillä on pienempi jalanjälki ja se toimii suhteellisesti suuremmalla hyötysuhteella.
Jäähdytysjärjestelmän suunnittelu
miten lämpöä hallitaan säiliön sisällä?
kuparikäämin virtaama tuottaa lämpöä. Pyörrevirta & jännevirta ytimessä synnyttää lämpöä. Mineraaliöljy poistaa tämän lämmön. Normaalisti öljyn luonnollinen konvektiovirtaus poistaa lämmön: kuuma öljy nousee päälle – > siirtyy lämpöpattereihin – > öljy jäähtyy, asettuu ja siirtyy pääsäiliöön – > öljy lämpenee uudelleen ja nousee (prosessi toistaa).
jäähdytyksen parantamiseksi kiinnitä lämpöpattereihin tai lämmönvaihtimiin tuuletin. Edelleen parantaa, pakottaa öljyn liikkeen (läpi säiliön tai käämit) pumpuilla.
koska öljy voi noutaa kosteutta/happea / roskia, öljynsäilytys tai suodatusjärjestelmä auttaa pidentämään muuntajan käyttöikää.
mikä on konservaattoritankin tarkoitus?
öljy laajenee ja supistuu muuntajan lastauksella. Koska säiliö on suljettu ja tyhjiössä, öljyn määrää ohjataan kahdella menetelmällä.
menetelmä 1: käytetään konservaattorisäiliötä. Pääsäiliö täyttyy täysin. Ylimääräinen öljy valuu tähän säiliöön.
Menetelmä 2: pääsäiliö ei ole täysin täytetty (mutta ydin ja käämit ovat veden alla). Typpikaasun” huopa ” täyttää huipulla olevan tyhjiön. Kun öljy laajenee, kaasu vapautuu. Kun se supistuu, ulkoinen typpipullo täyttää kaasun.
Voiko muuntaja toimia yli nimikylttiluokituksensa?
muuntajien tehokykyä rajoittaa lämpöarvo. Tämä tarkoittaa, että muuntajaa voidaan käyttää yli sen MVA-luokituksen, kunhan sen pintaöljyn lämpötila pysyy 65ºc: n lämpötilan noustessa ympäristön lämpötilaa korkeammaksi (KS.IEEE C57.12.00-2015-standardi). Esimerkiksi, jos ympäristön lämpötila on 45ºC, muuntaja voidaan työntää arvoon alle 45ºC + 65ºC = 110ºc.
muuntajan pitkäaikaista ylikuormitusta ei suositella sen ytimen kyllästymisen (suuremmat häviöt), odotettavissa olevan eliniän menetyksen ja käämieristyksen heikkenemisen vuoksi.
muuntajan Käämiliitäntä
kun käämit ovat paikoillaan, kolme ensiökäämiä ja kolme toisiokäämiä voidaan sitoa joko deltana tai wyenä (tai tähtenä). Yksi tällainen asennus on esitetty alla.
vaikka saattaa näyttää siltä, että olet oikosulku sitomalla Kelan toinen pää neutraaliin maahan (tähdessä) ja sitomalla yksi kela toiseen (deltassa), näin ei ole. Nämä yhteydet toimivat Lenzin lain takia.
minkä tahansa yhdistelmän käyttö: Delta-star, star-delta, star-star tai delta-delta tekee valtavan vaikutuksen voimajärjestelmän suunnitteluun. Yhteyden valinta on siis kriittinen.
Wye-ground Wye-ground muuntajan edut
- tarjoavat eristyssäästöjä, mikä johtaa kustannussäästöihin muuntajassa.
- yksinkertaistettu vaiheistus eli vaihesiirtoa ei tapahdu-yksinkertaistaa muuntajan suuntausta.
Wye-ground Wye-ground muuntajan haitat
- harmoniset (ei-toivotut taajuudet) etenevät muuntajan kautta aiheuttaen mahdollisesti radiohäiriöitä.
- nollasekvenssivirta virtaa muuntajan läpi.
- Ulkojohdon ja maanpinnan väliset viat laukaisevat muuntajan (jos neutraali kytkentä mahdollistaa vikavirran takaisinkytkennän, niin differentiaalisella suojavyöhykkeellä virran tulo ei ole sama kuin virran poistuminen).
- on mahdollista ladata vaiheet eri tavalla, mikä johtaa epätasapainoiseen suurjänniteverkostoon.
Delta Wye-ground-muuntajan edut
- koska delta-käämitys vangitsee nollasekvenssivirran, Delta-wye-muuntajan ylävirtareleen voidaan olettaa poimivan vain korkean sivun maaviat. Tämä mahdollistaa erittäin herkkä pick-up asetukset. Sen sijaan Wye-wye-yhdistelmä mahdollistaa nollasekvenssisen virran läpiviemisen, mikä vaikeuttaa vian sijainnin arviointia. Lyhyesti sanottuna relesuojaus paranee.
Delta Wye-ground-muuntajan haitat
- näihin muuntajiin liittyvän vaihemuutoksen vuoksi suunnitteluun on kiinnitettävä tarkempaa huomiota. Mahdolliset virheloukut tapahtuvat paralleling ja CT johdotus.
- korkeat eristyskustannukset johtavat kalliiseen muuntajaan.
lisätietoja erilaisten käämityskonfiguraatioiden hyvistä ja huonoista puolista löytyy General Electricin paperista nimeltä The Whys of the wyes.
voit kaapata etuja kunkin yhdistelmän, tehomuuntaja voidaan valmistaa kolme sarjaa käämitys (sijaan vain kaksi), tyypillisesti ensisijainen-wye, toissijainen-wye, ja tertiäärinen-delta.
Delta Tertiäärikäämitys ja sen soveltaminen
kolmikäämisessä wye-wye-delta-muuntajassa Delta tertiäärikäämitys mahdollistaa a:
- Kondensaattoripankki-jännitteen tai tehokertoimen korjaukseen
- reaktorit – estämään jännitteen pullistumista (Ferranti-vaikutus) EHV-radoilla kevyesti kuormitetuissa olosuhteissa.
- aseman huoltomuuntaja-sähköaseman sisällä olevien laitteiden VAIHTOVIRTASÄHKÖ
- suojaus-ja ohjausnäkökulmasta se vangitsee nollasekvenssin (maavika) virran. Jos asetat CT: n tähän tertiäärikäämitykseen, voit mitata tämän virran. Koska tämä käämitys myös ansoittaa 3rd harmoniset, sitä kutsutaan stabiloiva käämitys.
- Delta-tertiaarit indusoivat virran vain yhteen suuntaan riippumatta siitä, missä vika esiintyy-korkealla vai matalalla puolella. Siten suuntaava rele voidaan polarisoida Delta tertiäärisen CT: n avulla.
miten muuntajan maadoitus vaikuttaa sähköjärjestelmän suunnitteluun
menemättä yksityiskohtiin, kustannussäästöjen ja turvallisuuden vuoksi tähtiliitäntä on ensisijainen yhteys korkeajännitteiseen siirtoon. Tässä skenaariossa yhteinen piste-neutraali, on maadoitettu tai maadoitettu. Tämä aiheuttaa vaiheen neutraalin jännitteen tai vaiheen maan jännitteen pienenemisen kertoimella 1 / sqrt(3). Et saa tätä vähennystä Delta (yhdistämätön) – yhteydellä.
on järkevää käyttää vain deltatähtimuuntajaa lähellä generaattoriasemaa, jossa delta on kytketty generaattoripäätteisiin ja tähti on kytketty suurjännitelinjoihin. Maadoitetulla tähtiliitännällä suurjännitepuolella muuntajan käämitys voidaan eristää alemmille (vaihe-maahan) jännitteille. Myös siirtoverkon eristysvaatimus on pienempi. Nämä tarjoavat valtavia kustannussäästöjä siirtoverkon suunnittelussa ja rakentamisessa.
on kuitenkin haitta maadoitus muuntaja neutraali. Kun yksi tai kaikki kolme tähtipuolen linjaa oikosulkee maahan, muuntajan maadoitettu neutraali toimii vikavirran paluupolkuna. Nämä vikavirrat, kun niitä ei selvitetä sekunnin murto-osissa, voivat vahingoittaa vakavasti muuntajaa ja kaikkia siihen liitettyjä laitteita. Maanpinnan siirroksissa on myös runsaasti kolmansia harmonisia virtauksia. Voimajohdon kolmas YLIAALTO häiritsee kaikkia viestintäkanavia (esimerkiksi voimajohdon ja ohjaajan välitystä) lähistöllä.
mutta kaikki ei häviä tähti-delta/delta-tähti-yhdistelmällä (neutraalin karilleajon vuoksi). Delta-liitäntä tarjoaa korkean impedanssin kolmosharmonikoille ja ansoittaa maan vikavirran estäen siten sen etenemisen puolelta toiselle.
Yhteenveto
- Delta-star transformers: Applied at generating stations and load centers.
- Star-star-delta-muuntajat: käytetään voimansiirtoasemilla (765kV, 500kV, 345kv).
- maadoitus neutraalilla tarjoaa suuremmat maanpinnan vikavirrat, mutta alhaisempien eristysvaatimusten aiheuttamat kustannussäästöt tekevät neutraalista maadoituksesta hyväksyttävän.
