Se referă la prima și a doua parte a produsului de tensiune nominală și curent nominal, adică la puterea lor nominală aparentă. Frecvența nominală [fN] se referă la transformatorul care trebuie conectat la frecvența de alimentare. În practică, transformatorul funcționează sub sarcină și, pe măsă ce sarcina crește, scade tensiunea de rezistență și forța electromotoare de scurgere pe înfășurările primare și secundare crește, ducând la o scădere a tensiunii terminale [U2] a înfășurării secundare.
Pentru sarcinile rezistive și inductive, curba caracteristică externă este descendentă, iar cu cât factorul de putere al sarcinii inductive este mai mic, cu atât tensiunea [U2] scade mai rapid. Rata de schimbare a tensiunii se referă la transformatorul de la sarcină nulă la sarcină completă, tensiunea laterală secundară [U2] a cantității de schimbare și tensiunea laterală secundară fără sarcină [U20] procentuală. Tensiunea la prizele casnice provine de la transformatorul de putere, motiv pentru care tensiunea nu este constantă 220V, ci fluctuează atunci când este măsurată.
Când nu există sarcină, deși [P2] = 0, dar [△PCu] ≠ 0 și [△PFe] ≠ 0, deci [η] = 0. În sarcina nominală, eficiența transformatorului mic de aproximativ 60% până la 90%, eficiența transformatoarelor de putere mari de până la 96% până la 99%. Următoarele condiții trebuie îndeplinite pentru funcționarea în siguranță a transformatoarelor în paralel. Dacă nu sunt îndeplinite condițiile, funcționarea în paralel va provoca accidente de siguranță.
- 1. Dacă două transformatoare cu grupuri de cabluri diferite sunt conectate în paralel, va exista o diferență considerabilă de tensiune în circuitul secundar.
- 2. Dacă două transformatoare cu rapoarte diferite de transformare sunt conectate în paralel, partea secundară va genera o circulație, crescând pierderea și ocupând capacitatea. În caz contrar, poate fi rulat în paralel.
- 3. Dacă tensiunea de impedanță (tensiunea de scurtcircuit) a celor două transformatoare nu este egală, sarcina suportată de transformator nu poate fi distribuită proporțional cu capacitatea transformatorului. Diferența de impedanță de scurtcircuit nu trebuie să depășească ±10%.
- 4. Diferențe mari de impedanță în transformatoare de capacități diferite duc la dezechilibru în distribuția sarcinii; raportul de capacitate nu ar trebui să depășească 3:1.
Transformatoare de putere: principii și varietăți
Transformatoare de putere sunt eroii necunoscuți ai sistemelor de energie electrică, permițând în tăcere transmiterea și distribuția eficientă a energiei electrice pe distanțe vaste și în diverse aplicații. Funcționarea lor se bazează pe principiile fundamentale ale electromagnetismului, iar diferitele tipuri sunt concepute pentru a satisface nevoile specifice din cadrul rețelei.
Principii de lucru
Inducția electromagnetică: În centrul funcționării unui transformator de putere se află Legea lui Faraday a inducției electromagnetice. Atunci când un curent alternativ (CA) trece prin înfășurarea primară, se generează un flux magnetic variabil în miezul magnetic, care interacționează cu înfășurarea secundară și, prin variația fluxului legat, se induce o forță electromotoare (EMF). Astfel se transferă energia electrică între circuitele primar și secundar, chiar dacă acestea sunt izolate electric.
Raportul de transformare și transformarea tensiunii: Relația dintre tensiunile primare și secundare este determinată de raportul de spire: Vp/ Vs = Np/ Ns. Un transformator ridicător de tensiune are Ns > Np, crescând tensiunea pentru o transmisie eficientă pe distanțe lungi. Rolul miezului magnetic: Miezul, de obicei din oțel siliciu laminat, oferă o cale cu reluctanță redusă pentru fluxul magnetic, concentrându-l și reducând pierderile de energie prin curenți turbionari.
Tipuri principale de transformatoare
- Transformatoare monofazate: alimentare monofazate, utilizate în mediile rezidențiale și unități comerciale mici; pot fi configurate ca transformatoare elevatoare sau descendente.
- Transformatoare trifazate: manipulează curentul trifazat și pot fi unități cu trei înfășurări sau combinații de trei transformatoare monofazate; oferă capacitate mare, reglare mai bună a tensiunii și eficiență sporită.
- Transformatoare în ulei: înfășurările și miezul scufundate în ulei izolator pentru răcire și izolație, cu opțiuni ONAN, ONAF, OFAF.
- Transformatoare uscate: răcire în aer, izolație în rășini epoxidice; sigure pentru utilizare în interior și în centre de date.
- Transformatoare încărcate cu gaz (SF6): izolație bună și stingere a arcului, dar cu considerente de mediu.
- Transformatoare cu două înfășurări: primară și secundară pentru transferul de energie între două niveluri de tensiune.
- Transformatoare cu trei înfășurări: o primară și două secundare pentru distribuția către multiple circuite.
- Autotransformatoare: un număr redus de fire, o singură înfășurare cu prize; eficiență mare și cost redus pentru rapoarte de transformare relativ mici.
Pe măsură ce industria electrică evoluează, transformatoarele de putere rămân parte integrantă a unei distribuții fiabile și eficiente a energiei. În plus, importanța alegerii tipului potrivit pentru aplicația specifică este esențială pentru siguranța și performanța sistemului.
Principiul funcționării CT (transformator de curent)
Un transformator de curent (CT) este definit ca un dispozitiv în care curentul secundar este proporțional cu curentul primar (cu o anumită abatere) și diferă în fază printr-un unghi aproape zero, în funcție de conexiuni. CT-urile sunt în mod obișnuit utilizate pentru măsurare sau protecție.
- Curent primar nominal: valoarea curentului primar specificată în desemnarea CT.
- Curent secundar nominal: valoarea curentului secundar, comun fiind 1 A sau 5 A; pentru protecție se folosesc curenți secundari de 1/√3 A sau 5/√3 A.
- Ponderea nominală: puterea aparentă a circuitului secundar la curentul secundar nominal și la un factor de putere specific (de obicei 0,8).
- Putere nominală: valoarea puterii aparente pe care CT-ul trebuie să o furnizeze circuitului secundar la curentul nominal și sarcina nominală conectată.
- Clasa de precizie: de obicei 0,2, 0,5, 1 sau 3; toleranțe în standarde pentru aceste clase.
- Eroarea curentă a raportului: diferența dintre raportul real și raportul nominal, exprimată procentual.
- Factor de limită de precizie: valoarea curentului primar până la care CT respectă cerințele de eroare; de ex. ALF=10 înseamnă că la 10 ori curentul nominal, curentul secundar este proporțional în limita erorilor admise.
- Evaluare pe termen scurt: curentul primar pe care CT-l poate să îl suporte termic și dinamic în condiții de scurtcircuit pe secundar.
- Factor de securitate al instrumentului (Fs): raportul dintre limitele instrumentului și curentul primar; cu cât FS este mai mic, cu atât instrumentele sunt mai protejate.
- Clasa PS X CT: cerințe de similitudine a caracteristicilor CT pentru echilibrarea protecției în rețele.
- Tensiunea punctului genunchi (Vkp): tensiunea secundară la care o creștere de 10% produce o creștere de 50% a curentului de magnetizare; CT-ul se apropie de saturația magnetică.
- CT core-core (CBCT): secvență zero CT folosită pentru protecția la pământ; curentul rezidual trece prin secundarul CBCT pentru a acționa releul de protecție.
- Deplasarea fazelor: diferența de fază dintre vectorii primar și secundar; la un transformator ideal devine zero.
- Cea mai mare tensiune de sistem: tensiunea de linie maxim suportată în condiții normale.
- Nivelul de izolație nominal: combinația de tensiuni și impulsuri pentru evaluarea rezistenței dielectrice a izolației.
- Curent termic scurt (I): curentul efectiv pe care CT-ul îl poate suporta în scurt timp fără deteriorare.
- Curentul dinamic nominal (Idyn): curentul primar maxim pe care CT îl poate suporta fără deteriorări mecanice sau magnetice.
- Curentul termic continuu nominal (Un): curentul ce poate curge în mod continuu fără depășirea limitelor de temperatură.
- Factor de securitate al instrumentului (ISF/Fs): raportul dintre limitele instrumentului și curentul nominal, indicând protecția conectată.
- Sensibilitatea: cea mai mică valoare de curent defect care poate determina funcționarea releului în zona protejată.
- Reglarea câmpului pentru raportul curentului CT: raportul poate fi ajustat prin trecerea secundară sau primară prin ferestre pentru a satisface nevoile aplicației.
Tipuri de transformatoare de curent (CT), în funcție de construcție:
- Bar Tip: CT-uri cu bară ca conductor primar; izolație la tensiunea sistemului și fixare prin șuruburi.
- CT răniți (Ranged): capacitate variată; primar și secundar similare unui transformator obișnuit; raporturi între 2.5:5 și 100:5; utilizate pentru aplicații cu rapoarte mici sau pentru compensarea diferențelor între circuite CT.
- Fereastra: CT fără înfășurare primară, instalate în jurul conductorului; pot fi solide sau cu miez; necesită deconectarea conductorului în cazul ferestrelor solide.
- Circuitul CT de inel: pentru curenți mari (50-5000 A); construcții cu deschidere de la 1" la 8".
- CT cu CT-uri: pentru curenți între 100-5000 A; dimensiuni variabile la 1"-2" până la 13"-30".
- CT cu miez: capăt detașabil; conductorul de sarcină nu trebuie deconectat pentru instalare.
- Bucșe CT-urile cu bușoane: phasing special pentru conectare la intreruptoare sau transformatoare; pot să nu aibă carcasă puternică.
- Transformatoare Donut: CT-uri de flux înel cu provocări pentru poziționare centrului deschiderii pentru precizie maximă.
Aplicarea CT-urilor se bazează pe două direcții principale:
- CT de măsurare: să asigure curentul secundar proporțional cu curentul primar până la limita de precizie, să satureze la peste procentul nominal pentru a limita sarcina dispozitivului conectat.
- CT de protecție: să furnizeze curent secundar proporțional cu curentul primar chiar și la multipli de curentul nominal, pentru a declanșa protecția în condiții de suprasarcină.
Este crucial că sarcina totală pe înfășurarea secundară, inclusiv cablurile, contactele și rezistențele conexiunilor, să fie luată în calcul în evaluarea marjei de sarcină a CT-ului. De exemplu, rezistența cablului poate genera pierderi suplimentare (VA) în sarcina totală, afectând funcționarea corectă a dispozitivului conectat.
Cum funcționează un transformator - Principiul de funcționare în inginerie electrică
tags: #transformator #cu #sarcina #nominala #termina #duala
Postări populare:
- Ghid complet despre utilizarea pernei pentru gravide în timpul sarcinii
- Ghid practic de îngrijire a nou-născutului în maternitate
- Întoarcerea din indemnizația pentru creșterea copilului: ghid practic pentru români
- De ce dorm copiii de 21 de luni mai puțin?
- Impactul pornografiei cu gravide asupra percepțiilor despre naștere