Kao pouzdani dobavljač distributivnih transformatora napunjenih uljem, iz prve ruke svjedočio sam kritičnoj ulozi ovih transformatora u sistemima distribucije električne energije. Jedan od najvažnijih aspekata koji treba razumjeti o ovim transformatorima su njihove karakteristike udarne struje. U ovom blogu ću se pozabaviti detaljima o tome šta je udarna struja, njene karakteristike u distributivnim transformatorima punjenim uljem i zašto je to važno.
Šta je udarna struja?
Uletna struja je prolazna struja koja teče u električni uređaj kada se prvi put uključi. U slučaju distributivnih transformatora napunjenih uljem, to se događa kada je transformator priključen na izvor napajanja. Za razliku od normalne radne struje, udarna struja može biti znatno veća, često dostižući nekoliko puta nazivnu struju transformatora. Ovaj skok je zbog magnetizacije jezgre transformatora.
Kada je transformator isključen, magnetni tok u jezgru se možda neće u potpunosti raspršiti. Kada se napajanje ponovo uključi, jezgro treba ponovo magnetizirati. Ovaj proces može uzrokovati da teče velika struja u primarnom namotu transformatora u kratkom periodu. Veličina i trajanje udarne struje zavise od nekoliko faktora, uključujući preostali fluks u jezgru, tačku na talasnom obliku napona u kojoj je transformator pod naponom i projektne parametre transformatora.
Karakteristike udarne struje u uljnim distributivnim transformatorima
Magnituda
Veličina udarne struje u distributivnim transformatorima punjenim uljem može biti izuzetno velika. Može se kretati od 5 do 10 puta veće od nazivne struje transformatora, au nekim slučajevima može dostići i do 20 puta veću od nazivne struje. Ova struja velike magnitude može uzrokovati probleme kao što su preopterećenje zaštitnih uređaja, pad napona u elektroenergetskom sistemu i mehaničko opterećenje namotaja transformatora.
Na primjer, ako uzmemo u obzir a3150 - 20000kVA/35kV energetski uronjeni transformatorsa nazivnom strujom od recimo 500A, udarna struja bi potencijalno mogla dostići 5000A ili više tokom inicijalnog uključivanja. Ova velika struja može isključiti prekidače ili pregorjeti osigurače, što dovodi do prekida napajanja.
Trajanje
Trajanje udarne struje je relativno kratko, obično traje od nekoliko milisekundi do nekoliko sekundi. Početni vrh udarne struje javlja se unutar prvih nekoliko ciklusa napajanja. Kako jezgro postaje potpuno magnetizirano, udarna struja postepeno opada do normalne radne struje.
Na brzinu opadanja udarne struje utiču otpor i induktivnost namotaja transformatora. Transformatori sa većim otporom i nižom induktivnošću imaju tendenciju bržeg opadanja udarne struje. Na primjer, a50 - 2500kVA/20(10)kV transformator sa niskim gubitkom uronjen u ulje (hermetički zatvoren transformator punjen uljem)može imati drugačiji profil opadanja struje udarca u usporedbi s većim energetskim transformatorom zbog različitih konstrukcijskih parametara.
Waveform
Talasni oblik udarne struje nije sinusoidan. Karakterizira ga veliki početni vrh praćen nizom opadajućih oscilacija. Na oblik valnog oblika utiču karakteristike zasićenja jezgre transformatora. Kada jezgro uđe u područje zasićenja, induktivnost namota se smanjuje, uzrokujući naglo povećanje struje.
Nesinusoidna priroda udarne struje takođe može uvesti harmonijske komponente u energetski sistem. Ovi harmonici mogu uzrokovati dodatno zagrijavanje transformatora i druge električne opreme, kao i smetnje osjetljivim elektroničkim uređajima.
Asimetrija
Uletna struja je često asimetrična. To znači da pozitivni i negativni poluciklusi trenutnog valnog oblika nisu identični. Asimetrija je uglavnom zbog prisustva zaostalog fluksa u jezgri transformatora. Ako rezidualni fluks ima određeni polaritet, može uzrokovati da udarna struja bude veća u jednom poluciklusu nego u drugom.
Zašto su bitne karakteristike udarne struje
Zaštita opreme
Razumijevanje karakteristika udarne struje ključno je za pravilnu zaštitu distributivnih transformatora napunjenih uljem i druge električne opreme u elektroenergetskom sistemu. Zaštitni uređaji kao što su prekidači i osigurači moraju biti odgovarajuće veličine da izdrže udarnu struju bez nepotrebnog okidanja. Ako su zaštitni uređaji preosjetljivi, mogu se isključiti tokom udarne struje, što može dovesti do nestanka struje. S druge strane, ako nisu dovoljno osjetljivi, možda neće uspjeti zaštititi opremu u slučaju kvara.
Stabilnost elektroenergetskog sistema
Udarna struja velike veličine može uzrokovati pad napona u elektroenergetskom sistemu. Ovi padovi napona mogu uticati na rad druge električne opreme priključene na isti sistem. Na primjer, motori mogu imati smanjen obrtni moment, a osjetljivi elektronički uređaji mogu se pokvariti. Razumijevanjem karakteristika struje udarca, operateri elektroenergetskog sistema mogu poduzeti mjere kako bi minimizirali uticaj pada napona, kao što je korištenje tehnika mekog pokretanja ili instaliranje regulatora napona.
Dizajn i performanse transformatora
Uletna struja također ima utjecaj na dizajn i performanse distributivnih transformatora punjenih uljem. Mehaničko naprezanje uzrokovano udarnom strujom velike veličine može utjecati na integritet namotaja transformatora. Transformatori moraju biti dizajnirani da izdrže ova mehanička naprezanja. Dodatno, udarna struja može uzrokovati dodatne gubitke u transformatoru, što može smanjiti njegovu efikasnost.
Ublažavanje udarne struje
Postoji nekoliko metoda za ublažavanje udarne struje u distribucijskim transformatorima punjenim uljem. Jedna uobičajena metoda je upotreba otpornika za predumetanje. Ovi otpornici su povezani serijski sa transformatorom tokom početnog napajanja. Otpornici ograničavaju udarnu struju povećanjem impedancije kola. Jednom kada se udarna struja smanji, otpornici se zaobilaze.
Druga metoda je korištenje kontroliranog prebacivanja. Ovo uključuje napajanje transformatora u određenoj tački na talasnom obliku napona kako bi se minimizirala udarna struja. Pažljivim određivanjem vremena zatvaranja prekidača, preostali fluks u jezgri se može uzeti u obzir, smanjujući veličinu udarne struje.
Naše ponude
Kao vodeći dobavljač distributivnih transformatora punjenih uljem, nudimo širok spektar proizvoda, uključujući3150 - 20000kVA/35kV energetski uronjeni transformator,50 - 2500kVA/20(10)kV transformator sa niskim gubitkom uronjen u ulje (hermetički zatvoren transformator punjen uljem), i30 - 2500kVA/10kV trodimenzionalni transformator namotanog jezgra. Naši transformatori su dizajnirani sa naprednom tehnologijom kako bi se minimizirala udarna struja i osigurao pouzdan rad.
Kontakt za nabavku
Ukoliko ste na tržištu visokokvalitetnih distributivnih transformatora punjenih uljem, pozivamo Vas da nas kontaktirate radi nabavke i daljnjih razgovora. Naš tim stručnjaka spreman je da Vam pomogne u odabiru pravog transformatora za Vaše specifične potrebe. Bilo da se bavite distribucijom električne energije u malom industrijskom objektu ili velikom komercijalnom kompleksu, imamo rješenja koja će zadovoljiti vaše zahtjeve.
Reference
- Gross, G., & Heydt, GT (2008). Elektroenergetski priručnik. CRC Press.
- Arrillaga, J., & Watson, NR (2001). Harmonike energetskog sistema. John Wiley & Sons.
- El - Sayed, AM (2014). Inženjering transformatora: dizajn, tehnologija i dijagnostika. CRC Press.