Güç transformatörleri: anma çalışma modları ve değerleri

Nominal çalışma modu

Transformatörün nominal çalışma modu, transformatörün imalatçı tarafından tasarlandığı moddur. Transformatörün nominal çalışma modu için belirleyici koşullar şunlardır: isim levhasında belirtilen nominal gerilim, güç, akımlar ve frekans ile soğutma ortamının nominal koşulları.

Sargıların nominal gerilimi

Transformatör sargılarının anma gerilimleri, normal çalışma için tasarlandıkları gerilimlerdir. Düşürücü transformatörler için, birincil sargıların nominal gerilimleri, karşılık gelen elektrik şebekelerinin nominal gerilimlerine eşittir, yani; elektrik alıcıları.

Doğrudan jeneratörün baralarına veya terminallerine bağlanan yükseltici ve düşürücü transformatörlerde, primer sargıların anma gerilimleri, karşılık gelen şebekenin anma gerilimlerinden %5 daha yüksektir.Sekonder sargılarda, anma, yüksüz durumdayken ve primer anma gerilimi primer sargının bağlantı uçlarına uygulandığında, transformatörün sekonder sargılarının bağlantı uçlarında elde edilen faz gerilimidir.

Ana çıkışın terminallerine veya birincil sargının herhangi bir koluna sağlanan voltajın, ana çıkış veya bu kol için transformatörün etiketinde belirtilen voltajın +% 5'inden fazla olmamasına izin verilir.

Anma gücü

Bir transformatörün anma gücü, transformatörün ömrü boyunca sürekli olarak yüklenebileceği güçtür, genellikle 20-25 yıl olduğu varsayılır.

Transformatörün nominal gücü, sıcaklık koşullarıyla ilgilidir, yani sargılarının izin verilen ısıtma sıcaklığına, transformatörün soğutma koşullarına vb. bağlıdır. Bu sıcaklık koşullarını daha ayrıntılı olarak tanıyalım.

Çoğu transformatör yağ soğutmalıdır ("yağ" transformatörleri). Bu tür transformatörlerde sargılı manyetik çekirdekler, petrolden elde edilen mineral yalıtkan bir yağ olan transformatör yağı ile dolu çelik tanklar içinde bulunur. Çalışması sırasında transformatörün sargılarında ve manyetik çekirdeğinde açığa çıkan ısı, yağ yardımıyla transformatörü soğutan ortama - hava (hava soğutma) veya su (su soğutma) aktarılır.

En yüksek hava sıcaklığının +35°C'ye ulaştığı alanlara kurulan hava soğutmalı yağlı trafolarda, sargıların hava sıcaklığının üzerindeki ortalama sıcaklık artışının (direnç yöntemiyle ölçülen) +70°C'yi geçmemesi gerekir.Ev tipi transformatörler için, + 70 ° C'ye eşit olan sargıların sıcaklık artışı, nominal yüklerine karşılık gelir. +35°C hava sıcaklığında trafo sargılarının ortalama ısıtma sıcaklığı 70°+35°=105°C'dir.

Çalışma sırasında trafo sargılarının ısıtma sıcaklığı sürekli olarak + 105 ° C'de tutulursa, üretici araştırmalarının gösterdiği gibi hizmet ömrü birkaç yılı geçmeyecektir. Ancak trafonun anma yükünde, sargıların ısıtma sıcaklığı + 105 ° C, ancak hava sıcaklığı sabit, + 35 ° C'ye eşitse sabit olacaktır.

Gerçekte, ortam hava sıcaklığı hiçbir zaman sabit değildir, hem gün boyunca hem de yıl boyunca değişir, bu nedenle trafo sargılarının ısıtma sıcaklığı + 105 ° C ile daha düşük bir değer aralığında değişir. Bu doğal olarak transformatörün hizmet ömrünü uzatır. Bu nedenle, yukarıda belirtilen maksimum sargı sıcaklığı + 105 ° C, ortalama sıcaklığın dirençle ölçülen üst sınırı olarak anlaşılmalıdır ve ortam sıcaklığının düşük olduğu nispeten birkaç gün boyunca günde birkaç saat transformatörün güvenli çalışması için kabul edilebilir. maksimum + 35 ° C'ye ulaşır.

Cebri yağ sirkülasyonu olmayan transformatörlerde, üst yağ katmanlarının (kapak üzerinde) ortam sıcaklığının üzerindeki en büyük sıcaklık artışı 60°C'yi geçmemelidir. +35°C ortam sıcaklığında bu en yüksek değere karşılık gelir. gözlemlenen (termometre ile) yağ sıcaklığı + 95 ° CCebri yağ sirkülasyonu olan, örneğin yağ-su soğutmalı transformatörler için, yağ soğutucunun girişindeki yağ sıcaklığının 70 °C'den yüksek olmamasına izin verilir. Yağ-hava soğutmalı transformatörler için, izin verilen maksimum yağ sıcaklığı şu şekilde belirlenir: üretici.

Bununla birlikte, transformatörün anma gücü, açık havada kurulan bir transformatörün, değişen hava sıcaklığı olarak tanımlanan hava soğutmalı, soğutma ortamının nominal sıcaklık koşulları altında kalıcı olarak yüklenebileceği güç olarak anlaşılmalıdır. doğal olarak yıl boyunca. Diğer soğutma türleri için soğutma ortamının anma sıcaklık koşulları trafo imalatçıları tarafından belirlenir.

Daha önce açık havada kurulan transformatörlerin anma gücünün, soğutma havasının yıllık ortalama sıcaklığına bağlı olarak yeniden hesaplandığını unutmayın. Yeniden hesaplama sonucunda yıllık ortalama +5°C'nin altındaki ortam sıcaklığında transformatörün anma gücü artar, yıllık ortalama +5°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda ise tam tersine azalır.

Yağ viskozitesinin transformatörlerin soğutulması üzerindeki etkisine ilişkin araştırmalar, böyle bir yeniden hesaplamanın gerekli olmadığını göstermektedir, çünkü düşük hava sıcaklığında yağın viskozitesi artar, bunun sonucunda sargılardan ısı transferi bozulur ve yüksek hava sıcaklığında aksine yağın viskozitesi azalır ve trafo sargılarından ısı transferi artar.

Dış mekan kurulumlarına ek olarak, hava soğutmalı transformatörler genellikle kapalı, ısıtılmamış odalara - doğal havalandırmanın genellikle soğuk hava temini ve ısıtılmış havanın alt ve üst kısımlardaki özel havalandırma deliklerinden çıkarılmasıyla sağlandığı odalara - yerleştirilir. sırasıyla oda. Havalandırmaya rağmen, odalardaki transformatörlerin soğutma koşulları, dış mekanlara kurulanlardan daha kötüdür ve bu da hizmet ömürlerini biraz azaltır. Bununla birlikte, doğal havalandırmalı odalara kurulan transformatörler, 20 °C'ye kadar yıllık ortalama oda havası sıcaklıklarında sürekli olarak nominal güçlerinde şarj edilebilir.

Transformatörün birincil ve ikincil sargılarının nominal akımlarına, ilgili sargıların nominal güçleri tarafından belirlenen akımlar denir.

Nominal yük altında, nominal akıma eşit yükü anlamak.

Anahtarın herhangi bir konumunda aşırı yük olmadan transformatörün çalışma modunda ve ayrıca birincil sargıya verilen voltajın herhangi bir değeri için (ancak bu kademenin voltaj değerinin% + 5'inden yüksek değil), transformatörün sekonder sargısı, anma akımından daha yüksek yüklenemez.