Močnostni transformatorji: nazivni načini delovanja in vrednosti

Nazivni način delovanja

Nazivni način delovanja transformatorja je način, za katerega je transformator projektiral proizvajalec. Določitveni pogoji za nazivni način delovanja transformatorja so: nazivna napetost, moč, tokovi in ​​frekvenca, navedeni na njegovi imenski tablici, ter nazivni pogoji hladilnega medija.

Nazivna napetost navitij

Nazivne napetosti navitij transformatorja so tiste napetosti, pri katerih so predvideni za normalno delovanje. Pri padajočih transformatorjih so nazivne napetosti primarnih navitij enake nazivnim napetostim ustreznih električnih omrežij, tj. električni sprejemniki.

Za povečevalne in padajoče transformatorje, priključene neposredno na zbiralke ali sponke generatorja, so nazivne napetosti primarnih navitij 5 % višje od nazivnih napetosti ustreznega omrežja.V sekundarnih navitjih je nazivna fazna napetost, dobljena na sponkah sekundarnih navitij transformatorja, ko je ta brez obremenitve in ko je nazivna primarna napetost uporabljena na sponkah primarnega navitja.

Preseganje napetosti, ki se dovaja na sponke glavnega izhoda ali katere koli veje primarnega navitja, je dovoljeno največ + 5% napetosti, navedene na imenski tablici transformatorja za glavni izhod ali za to vejo.

Nazivna moč

Nazivna moč transformatorja je moč, pri kateri je lahko transformator neprekinjeno obremenjen skozi njegovo življenjsko dobo, običajno se predpostavlja, da je v vrstnem redu 20–25 let.

Nazivna moč transformatorja je povezana s temperaturnimi pogoji, to je, da je odvisna od dovoljene temperature ogrevanja njegovih navitij, od pogojev hlajenja transformatorja itd. Spoznajmo te temperaturne razmere podrobneje.

Večina transformatorjev je oljno hlajenih ("oljni" transformatorji). V takih transformatorjih so magnetna jedra z navitji nameščena v jeklenih rezervoarjih, napolnjenih s transformatorskim oljem, ki je mineralno izolacijsko olje, pridobljeno iz nafte. Toplota, ki se sprošča v navitjih in magnetnem jedru transformatorja med njegovim delovanjem, se s pomočjo olja prenaša na medij, ki hladi transformator - zrak (zračno hlajenje) ali vodo (vodno hlajenje).

Pri zračno hlajenih oljnih transformatorjih, nameščenih na območjih, kjer najvišja temperatura zraka doseže + 35 ° C, povprečni dvig temperature navitij nad temperaturo zraka ne sme preseči + 70 ° C (merjeno z uporovno metodo).Pri gospodinjskih transformatorjih dvig temperature navitij, enak + 70 ° C, ustreza njihovi nazivni obremenitvi. Pri temperaturi zraka + 35 ° C je povprečna temperatura ogrevanja navitij transformatorja 70 ° + 35 ° = 105 ° C.

Če se med delovanjem temperatura ogrevanja navitij transformatorja stalno vzdržuje pri + 105 ° C, potem, kot kažejo študije proizvajalcev, njegova življenjska doba ne bo presegla več let. Vendar pa bo pri nazivni obremenitvi transformatorja temperatura ogrevanja navitij + 105 ° C konstantna le, če je temperatura zraka konstantna, enaka + 35 ° C.

V resnici temperatura okoliškega zraka ni nikoli konstantna, ampak se spreminja tako čez dan kot skozi vse leto, zato se temperatura ogrevanja navitij transformatorja spreminja v območju od + 105 ° C do neke nižje vrednosti. S tem se seveda podaljša življenjska doba transformatorja. Zato je treba zgoraj omenjeno najvišjo temperaturo navitja + 105 ° C razumeti kot zgornjo mejo povprečne temperature, merjeno z uporom, ki je dovoljena za varno delovanje transformatorja več ur na dan v tistih relativno nekaj dneh, ko je temperatura okolice doseže največ + 35 ° C.

V transformatorjih brez prisilnega kroženja olja največje zvišanje temperature zgornjih plasti olja (na pokrovu) nad temperaturo okolice ne sme preseči 60 ° C. Pri temperaturi okolice + 35 ° C to ustreza najvišji opazovana (s termometrom) temperatura olja + 95 ° C.Za transformatorje s prisilnim kroženjem olja, na primer s hlajenjem z oljem in vodo, temperatura olja na vstopu v hladilnik olja ni dovoljena višja od 70 ° C. Za transformatorje s hlajenjem z oljem in zrakom je najvišja dovoljena temperatura olja določena z proizvajalec.

Glede na to je treba nazivno moč transformatorja razumeti kot moč, do katere je lahko trajno obremenjen transformator, nameščen na prostem, pri pogojih nazivne temperature hladilnega medija z zračnim hlajenjem, opredeljenim kot temperatura zraka, ki se spreminja seveda med letom. Za druge vrste hlajenja določijo nazivne temperaturne pogoje hladilnega medija proizvajalci transformatorjev.

Upoštevajte, da je bila prej nazivna moč transformatorjev, nameščenih na prostem, preračunana glede na povprečno letno temperaturo hladilnega zraka. Kot rezultat ponovnega izračuna se pri povprečni letni temperaturi okolice, nižji od + 5 ° C, nazivna moč transformatorja poveča, pri povprečni letni temperaturi nad + 5 ° C pa se, nasprotno, zmanjša.

Študije vpliva viskoznosti olja na hlajenje transformatorjev kažejo, da tak preračun ni potreben, saj se pri nizki temperaturi zraka poveča viskoznost olja, zaradi česar se poslabša prenos toplote iz navitij in pri povišani temperaturi zraka , nasprotno, viskoznost olja se zmanjša, prenos toplote iz navitij transformatorja pa se poveča.

Poleg zunanjih instalacij so zračno hlajeni transformatorji pogosto nameščeni v zaprtih neogrevanih prostorih - komorah, v katerih je običajno zagotovljeno naravno prezračevanje z dovodom hladnega zraka in odvajanjem segretega skozi posebne prezračevalne luknje v spodnjem in zgornjem delu. zbornico oz. Kljub prezračevanju so pogoji hlajenja transformatorjev v komorah še vedno slabši od tistih, ki so nameščeni na prostem, kar nekoliko skrajša njihovo življenjsko dobo. Transformatorje, ki so nameščeni v komorah z naravnim prezračevanjem, pa je možno neprekinjeno polniti z nazivno močjo pri povprečni letni temperaturi zraka v komori do 20 °C.

Nazivni tokovi primarnega in sekundarnega navitja transformatorja se imenujejo tokovi, ki jih določajo nazivne moči ustreznih navitij.

Pod nazivno obremenitvijo razumemo obremenitev, ki je enaka nazivnemu toku.

V načinu delovanja transformatorja brez preobremenitve v katerem koli položaju stikala, pa tudi pri vseh vrednostih napetosti, ki se napaja na primarno navitje (vendar ne višje od + 5% vrednosti napetosti tega odcepa), sekundarno navitje transformatorja ne sme biti obremenjeno višje od nazivnega toka.