Ako dodávateľ transformátorov namontovaných na Pad často sa stretávam s otázkami zákazníkov týkajúcich sa rôznych technických aspektov týchto transformátorov. Jednou z najčastejšie kladených otázok sa týka poruchového prúdu transformátora namontovaného na vankúšiku. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do konceptu poruchy, jeho význam v kontexte transformátorov namontovaných na PAD a to, ako ovplyvňuje návrh, prevádzku a bezpečnosť týchto transformátorov.
Pochopenie poruchy prúdu
Poruchový prúd je abnormálny prúd, ktorý preteká elektrickým obvodom, keď dôjde k poruche. Porucha môže byť definovaná ako akýkoľvek abnormálny stav v elektrickom systéme, ktorý spôsobuje nezamýšľaný tok prúdu. Bežné typy porúch zahŕňajú krátke - obvody, mleté poruchy a otvorené obvody. V prípade transformátorov namontovaných na podložke sú krátke obvody najdôležitejším typom poruchy, ktorú musíme zvážiť.
Krátke obvody sa vyskytujú, keď existuje priame spojenie medzi dvoma vodičmi rôznych fáz alebo medzi fázovým vodičom a pôdou. To má za následok veľmi nízku impedančnú cestu pre prúd, čo spôsobuje prietok veľkého prúdu. Veľkosť poruchového prúdu závisí od niekoľkých faktorov vrátane impedancie zdroja, impedancie transformátora a typu poruchy.
Impedanciou zdroja je impedancia energetického systému, ktorý dodáva transformátor. Nižšia impedancia zdroja znamená, že výkonový systém môže počas poruchy dodať väčšie množstvo prúdu. Impedancia samotného transformátora tiež hrá rozhodujúcu úlohu. Transformátory majú určitú hodnotu impedancie, ktorá je navrhnutá tak, aby obmedzovala poruchový prúd na určitú úroveň. Typ poruchy, či už ide o poruchu s jednou fázou na zem, fázou - fázou alebo poruchou trojfázovej fázy, tiež ovplyvňuje veľkosť poruchového prúdu.
Význam poruchového prúdu v transformátoroch namontovaných na podložke
Poruchový prúd má veľký význam pri návrhu, prevádzke a bezpečnosti transformátorov namontovaných na podložke.
Návrh
Počas fázy návrhu musia inžinieri zvážiť maximálny možný poruchový prúd, ktorý môže transformátor zažiť. Je to dôležité pre určenie hodnotenia vnútorných komponentov transformátora, ako sú vinutia, puzdrá a ochranné zariadenia. Napríklad vinutia transformátora musia byť schopné vydržať mechanické napätie spôsobené vysokým poruchovým prúdom bez toho, aby utrpeli akékoľvek poškodenie. Ochranné zariadenia, ako sú poistky alebo ističe, musia byť správne dimenzované, aby sa včas prerušil poruchový prúd.
Činnosť
Pri normálnej prevádzke by poruchový prúd nemal prúdiť cez transformátor. V prípade poruchy však musí byť transformátor schopný zvládnuť poruchový prúd na krátku dobu, kým ochranné zariadenia fungujú. Ak je poruchový prúd príliš vysoký a ochranné zariadenia nefungujú, môže viesť k prehriatiu transformátora, čo môže spôsobiť poškodenie izolácie a nakoniec viesť k zlyhaniu transformátora.
Bezpečnosť
Poruchový prúd je tiež hlavným obavám o bezpečnosť. Vysoké poruchové prúdy môžu spôsobiť oblúk, čo môže viesť k požiarom a výbuchom. Preto sú transformátory namontované na podložke navrhnuté s bezpečnostnými prvkami, ktoré zabránia týmto nebezpečenstvám. Napríklad sú často uzavreté v kovovej skrinke, ktorá obsahuje akýkoľvek potenciálny oblúk a chráni personál pred príchodom do kontaktu so živými časťami.
Výpočet poruchového prúdu
Výpočet poruchového prúdu transformátora namontovaného na podložke je zložitý proces, ktorý si vyžaduje dobré pochopenie zásad elektrotechniky. Najbežnejšou metódou na výpočet poruchového prúdu je použitie systému Per - Unit. V systéme Per - Unit sú všetky elektrické množstvá vyjadrené ako zlomok základnej hodnoty.
Prvým krokom pri výpočte poruchového prúdu je určenie základných hodnôt pre napätie, prúd, výkon a impedanciu. Po stanovení základných hodnôt sa impedancia zdroja a impedancia transformátora prevedú na hodnoty jednotkových jednotiek. Poruchový prúd sa potom môže vypočítať pomocou hodnôt impedančnej jednotky a typu poruchy.
Napríklad v trojfázovom systéme je možné poruchový prúd pre trojfázový krátky obvod vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
$ I_ {fall} = \ frac {v_ {base}} {\ sqrt {3} z_ {total}} $
kde $ i_ {fall} $ je chybový prúd, $ v_ {base} $ je základné napätie a $ z_ {total} $ je celková impedancia systému na jednotku, ktorá zahŕňa impedanciu zdroja a impedanciu transformátora.
Vplyv typu transformátora na poruchový prúd
Typ podložky namontovaného transformátora môže mať vplyv aj na poruchový prúd. Existujú rôzne typy transformátorov namontovaných na podložke, napríkladJednofázový podložkový transformátor,Transformátor Mount 150 kVAaTrojfázový transformátor namontovaný na podložku.
Transformátory namontované na jednosmernej fáze sa zvyčajne používajú v obytných a malých komerčných aplikáciách. Majú nižšie hodnotenie výkonu v porovnaní s trojfázovými transformátormi, a preto je poruchový prúd v jednofázovom transformátore vo všeobecnosti nižší. Trifázové transformátory namontované na fázovej podložke sa na druhej strane používajú vo väčších komerčných a priemyselných aplikáciách. Dokážu zvládnuť vyššie úrovne energie a poruchový prúd v trojfázovom transformátore môže byť výrazne vyšší, najmä v prípade trojfázového skratového obvodu.
Hodnotenie KVA transformátora tiež ovplyvňuje poruchový prúd. Vyššie hodnotenie KVA znamená, že transformátor môže dodávať viac energie, a preto môže počas poruchy dodať väčšie množstvo poruchového prúdu. Napríklad aTransformátor Mount 150 kVAbude mať inú charakteristiku prúdu poruchy v porovnaní s transformátorom s vyššou hodnotou.
Ochrana pred poruchovým prúdom
Na ochranu transformátorov namontovaných na podložku pred škodlivými účinkami poruchového prúdu sa používajú rôzne ochranné zariadenia.
Poistky
Poistky sú jedným z najbežnejšie používaných ochranných zariadení v transformátoroch namontovaných na podložke. Poistka je obetné zariadenie, ktoré sa topí, keď prúd preteká cez ňu presahuje určitú hodnotu. Ak dôjde k poruche, vysoký poruchový prúd spôsobí, že sa poistka roztopí, čím preruší obvod a chráni transformátor. Poistky sú relatívne jednoduché a lacné, ale po prevádzke ich je potrebné vymeniť.
Ističe
Pirene sú ďalším typom ochranného zariadenia. Môžu automaticky zistiť poruchový prúd a otvoriť obvod, aby prerušil tok prúdu. Pireny majú tú výhodu, že sa môžu resetovať po ich prevádzke, čo je v porovnaní s poistkami pohodlnejšie. Sú však drahšie a vyžadujú väčšiu údržbu.
Záver
Záverom je, že poruchový prúd transformátora namontovaného na podložku je kritickým parametrom, ktorý je potrebné starostlivo zvážiť pri návrhu, prevádzke a bezpečnosti týchto transformátorov. Pochopenie koncepcie poruchy, ako ho vypočítať a ako chrániť pred ním, je nevyhnutné na zabezpečenie spoľahlivej a bezpečnej prevádzky transformátorov namontovaných na podložke.
Ak ste na trhu s transformátorom namontovaným na podložke a máte otázky týkajúce sa súčasného porúch alebo akékoľvek ďalšie technické aspekty, sme tu, aby sme pomohli. Náš tím skúsených inžinierov vám môže poskytnúť odborné znalosti a poradenstvo, ktoré potrebujete na výber správneho transformátora pre vašu žiadosť. Kontaktujte nás ešte dnes a začnite diskusiu o vašich konkrétnych požiadavkách a preskúmajte najlepšie riešenia pre vaše potreby elektrickej energie.
Odkazy
- Elektrické systémy: Analýza a dizajn, štvrté vydanie J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma a Thomas J. Overbye
- Elektrické energetické systémy Essentials od Aleksandar M. Stankovic, Miroslav Begovic a Ramesh C. Bansal
- Ochrana napájacieho systému a rozvádzače od VK Mehta a Rohit Mehta