Hva er hovedkildene til transformatortap? Hvordan minimere det? Transformatorer opplever ulike typer tap under driften, noe som kan påvirke effektiviteten og den generelle ytelsen. De viktigste kildene til transformatortap inkluderer:
Kobbertap (I²R-tap):
Forårsaket av motstanden til
transformator viklinger til strømmen.
Proporsjonal med kvadratet av strømmen (I²) og motstanden (R) til viklingen.
Jerntap (hysterese og virvelstrømstap):
Hysterese Tap: Resultatet fra den magnetiske hysteresen i kjernematerialet, hvor de magnetiske domenene motstår endringer i magnetisering.
Virvelstrømstap: Oppstår på grunn av sirkulerende strømmer indusert i kjernen av det skiftende magnetiske feltet.
Løstløse tap:
Lekkasjefluks: Noe av den magnetiske fluksen forbinder kanskje ikke både primær- og sekundærviklingene, noe som fører til lekkasjefluks og ytterligere tap.
Lekkasjeinduktans: Dette bidrar til reaktive effekttap.
Dielektriske tap:
Resultat fra det elektriske feltet i isolasjonsmaterialene som forårsaker energispredning i form av varme.
Mer betydningsfull i høyfrekvente applikasjoner og høyspenttransformatorer.
For å minimere transformatortap og forbedre effektiviteten, kan ulike strategier brukes:
1. Velge kjernematerialer av høy kvalitet:
Velg kjernematerialer med lav hysterese og virvelstrømstap for å redusere jerntapet.
2. Optimalisering av kjernedesign:
Bruk kjernedesign som minimerer banelengden til magnetisk fluks, og reduserer både hysterese og virvelstrømstap.
Bruk step-lap eller andre teknikker for å redusere virvelstrømstap i kjernen.
3. Bruk av kobber med høy ledningsevne:
Velg kobber med høy ledningsevne for viklinger for å minimere kobbertap.
Bruk større ledere eller flere parallelle ledere for å redusere motstanden.
4. Redusere viklingsmotstand:
Minimer motstanden til transformatorviklinger ved å bruke materialer med lav resistivitet og optimalisere viklingsdesign.
5. Forbedre kjernekjøling:
Implementer effektive kjølesystemer, som olje- eller væskekjøling, for å spre varme fra kjernen og viklingene.
Betjen transformatorer med optimale belastningsnivåer for å balansere jerntap og kobbertap.
Unngå overbelastning, da det kan øke tapene betydelig.
7. Bruk av amorfe kjernetransformatorer:
Amorfe metallegeringer har lavere kjernetap sammenlignet med tradisjonelt silisiumstål, noe som gjør dem mer energieffektive.
8. Installere spenningsreguleringsenheter:
Spenningsregulatorer eller trinnkoblere kan bidra til å opprettholde optimale spenningsnivåer og minimere tap.
9. Implementering av energieffektive transformatorer:
Bruk transformatorer med høyere effektivitet, som ofte inkluderer designfunksjoner for å minimere tap.
10. Bruk av avanserte overvåkings- og kontrollsystemer:
Implementer sanntidsovervåkingssystemer for å vurdere transformatorytelse og identifisere potensielle effektivitetsforbedringer.
Bruk avanserte kontrollsystemer for å optimalisere transformatordriften basert på belastning og systemforhold.
11. Regelmessig vedlikehold og testing:
Utfør regelmessig vedlikehold, inkludert testing av isolasjonsmotstand, for å sikre at transformatoren fungerer effektivt.
Løs eventuelle problemer raskt for å forhindre økte tap over tid.
12. Påføring av moderne isolasjonsmaterialer:
Bruk avanserte isolasjonsmaterialer med lavere dielektriske tap for å redusere energispredningen.
Hvordan beskytte transformatoren mot overstrøm, overspenning og andre feil? Beskyttelse av transformatorer mot overstrøm, overspenning og forskjellige feil er avgjørende for å sikre sikker og pålitelig drift. Ulike beskyttelsesenheter og systemer leies inn for å oppdage atypiske forhold og sette i gang bevegelser for å spare deg for skade. Her er vanlige tiltak for å skjerme
Elektriske transformatorer :
1. Overstrømsbeskyttelse: Sikringer og effektbrytere: Sikringer og effektbrytere er koblet opp inne i nummer én og/eller sekundærkretser for å avbryte strømmen med strømmen i tilfelle overstrømssituasjoner. Overstrømsreléer: Overstrømsreléer opplever umådeholdent moderne og reiser gjennom strømbryteren eller forskjellige defensive enheter for å isolere transformatoren.
2. Overspenningsbeskyttelse: Overspenningsavledere: Overspenningsavledere (eller overspenningsvern) er satt opp på transformatorterminalene for å avlede overspenning forårsaket av lynnedslag eller svitsjeoverspenninger. Kranskiftere: Automatiske kranskiftere kan bestå av overspenningssikkerhetsfunksjoner for å forhindre for høye spenningsområder under hele kranen omforming.
3. Kortslutningsbeskyttelse: Differensialbeskyttelse: Differensialreléer undersøker strømmen som kommer inn i og forlater transformatorviklingene. En god størrelsesforskjell tyder på en feil. Avstandsbeskyttelse: Avstandsreleer graderer impedansen til feilområdet, og utløser strømbryteren hvis impedansen er under en hard og rask terskel.
4. Temperaturbeskyttelse: Termiske reléer: Temperatursensorer i transformatorviklingene setter ut termiske reléer hvis temperaturen overskrider sikre grenser, noe som fører til at transformatoren tripper. Buchholz-relé: Installert i oljenedsenkede transformatorer, oppdager Buchholz-reléet bensin generert ved hjelp av indre feil som inkluderer kortslutning eller overoppheting.
5. Underfrekvens- og overfrekvensbeskyttelse: Frekvensrelé: Overvåker enhetens frekvens og utløser transformatoren hvis frekvensen avviker utover akseptable grenser.
6. Jordfeilbeskyttelse: Begrenset jordfeilbeskyttelse (REF): Overvåker den moderne ubalansen mellom fasene og nøytralen, og utløser transformatoren hvis en jordfeil oppdages. Jordfeilreleer: Oppdager jordfeil og setter i gang skjermingsbevegelser for å isolere transformatoren.
7. Backup-beskyttelse: Backup-releer: Flere lag med sikkerhet sørger for at hvis en skjermingsenhet svikter eller ikke fungerer, fungerer andre som backup for å beskytte transformatoren. Reservestrømforsyning: Sikrer at defensive enheter holder seg til å fungere selv under varigheten av et strømbrudd.
8. Kommunikasjonsbasert beskyttelse: Kommunikasjonsprotokoller: Moderne transformatorer kan også ha kommunikasjonstalenter, slik at de kan endre informasjon med beskyttende reléer og administrere strukturer.
9. Transformatorovervåkingssystemer: Online overvåking: Sanntidsovervåkingsstrukturer bestemmer konstant transformatorens omstendigheter, med tanke på tidlig oppdagelse av kapasitetsproblemer. Analyse av oppløst gass (DGA): Overvåker gassene som er oppløst inne i transformatoroljen, og gir innsikt i funksjonsfeil.
10. Isolasjons- og avstengningsenheter: Strømbrytere: Gir muligheten til å koble fra transformatoren manuelt eller automatisk fra strømsystemet i tilfelle feil. Isolasjonsbrytere: Brukes for veiledningsfrakobling på et tidspunkt under vedlikehold eller nødforhold.