Strømtransformatorer: nominelle driftstilstande og værdier

Nominel driftsform

Transformatorens nominelle driftstilstand er den tilstand, som transformeren er designet til af producenten. Bestemmende betingelser for transformatorens nominelle driftsmåde er: nominel spænding, effekt, strømme og frekvens angivet på dens typeskilt, samt de nominelle forhold for kølemediet.

Nominel spænding af viklingerne

Transformatorviklingernes nominelle spændinger er de spændinger, hvor de er designet til normal drift. For step-down transformere er de nominelle spændinger af primærviklingerne lig med de nominelle spændinger af de tilsvarende elektriske netværk, dvs. elektriske modtagere.

For step-up og step-down transformatorer, der er tilsluttet direkte til generatorens samleskinner eller terminaler, er de nominelle spændinger for primærviklingerne 5% højere end nominelle spændinger for den tilsvarende netspænding.I sekundære viklinger er den nominelle fasespænding opnået ved terminalerne på transformatorens sekundære viklinger, når den er ubelastet, og når den nominelle primære spænding påføres til terminalerne på primærviklingen.

Overskridelse af den spænding, der leveres til terminalerne på hovedudgangen eller en hvilken som helst gren af ​​primærviklingen, er ikke tilladt mere end + 5 % af den spænding, der er angivet på transformatorens typeskilt for hovedudgangen eller for denne gren.

Nominel styrke

En transformers nominelle effekt er den effekt, hvormed transformeren kan belastes kontinuerligt i hele sin levetid, normalt antaget at være i størrelsesordenen 20-25 år.

Transformatorens nominelle effekt er relateret til temperaturforholdene, det vil sige, den afhænger af dens viklingers tilladte opvarmningstemperatur, af transformatorens kølebetingelser osv. Lad os blive bekendt med disse temperaturforhold mere detaljeret.

De fleste transformere er oliekølede ("olie"-transformere). I sådanne transformere er de magnetiske kerner med viklinger placeret i ståltanke fyldt med transformerolie, som er en mineralsk isoleringsolie afledt af petroleum. Varmen, der frigives i viklingerne og transformatorens magnetiske kerne under dens drift, overføres ved hjælp af olie til mediet, der afkøler transformeren - luft (luftkøling) eller vand (vandkøling).

For luftkølede olietransformatorer installeret i områder, hvor den højeste lufttemperatur når + 35 ° C, bør den gennemsnitlige temperaturstigning af viklingerne over lufttemperaturen ikke overstige + 70 ° C (målt ved modstandsmetoden).For husholdningstransformatorer svarer temperaturstigningen af ​​viklingerne, svarende til + 70 ° C, til deres nominelle belastning. Ved en lufttemperatur på + 35 ° C er den gennemsnitlige opvarmningstemperatur for transformatorviklingerne 70 ° + 35 ° = 105 ° C.

Hvis transformatorviklingens opvarmningstemperatur konstant holdes ved + 105 ° C under drift, vil dens levetid, som fabrikanternes undersøgelser viser, ikke overstige flere år. Ved transformatorens nominelle belastning vil opvarmningstemperaturen af ​​viklingerne + 105 ° C dog kun være konstant, hvis lufttemperaturen er konstant, lig med + 35 ° C.

I virkeligheden er den omgivende lufttemperatur aldrig konstant, men ændrer sig både i løbet af dagen og i løbet af året, hvorfor opvarmningstemperaturen på transformatorviklingerne varierer i området fra + 105 ° C til en lavere værdi. Dette forlænger naturligvis transformatorens levetid. Derfor skal den ovennævnte maksimale viklingstemperatur + 105 ° C forstås som den øvre grænse for gennemsnitstemperaturen, målt ved modstand, tilladt for sikker drift af transformeren i flere timer om dagen i de relativt få dage, hvor den omgivende temperatur når maksimum +35 °C.

I transformere uden tvungen oliecirkulation bør den største temperaturstigning af de øverste olielag (på dækslet) over omgivelsestemperaturen ikke overstige 60 ° C. Ved en omgivelsestemperatur på + 35 ° C svarer dette til det mest høje observeret (ved termometer) olietemperatur + 95 ° C.For transformere med tvungen oliecirkulation, for eksempel med olie-vand-køling, tillades olietemperaturen ved oliekølerens indløb ikke højere end 70 ° C. For transformere med olie-luftkøling er den maksimalt tilladte olietemperatur fastsat fra producenten.

Når det er sagt, skal transformatorens mærkeeffekt forstås som den effekt, som en udendørs installeret transformer kan belastes permanent, under nominelle temperaturforhold for kølemediet, med luftkøling, defineret som luftens temperatur, der varierer naturligt i løbet af året. For andre typer af køling bestemmes de nominelle temperaturforhold for kølemediet af transformatorfabrikanterne.

Bemærk, at tidligere blev den nominelle effekt af transformere installeret udendørs genberegnet afhængigt af den gennemsnitlige årlige temperatur på køleluften. Som et resultat af genberegning, ved en gennemsnitlig årlig omgivelsestemperatur på mindre end + 5 ° C, øges transformatorens nominelle effekt, og ved en gennemsnitlig årlig temperatur over + 5 ° C, tværtimod, reduceres den.

Undersøgelser af olieviskositetens effekt på afkøling af transformere viser, at en sådan omberegning ikke er nødvendig, da oliens viskositet ved lav lufttemperatur øges, hvilket resulterer i, at varmeoverførslen fra viklingerne forringes og ved forhøjet lufttemperatur , tværtimod falder oliens viskositet, og varmeoverførslen fra transformatorviklingerne stiger.

Ud over udendørs installationer placeres luftkølede transformatorer ofte i lukkede uopvarmede rum — kamre, hvor naturlig ventilation normalt er forsynet med tilførsel af kold luft og bortledning af opvarmet luft gennem særlige ventilationshuller i den nedre og øvre del af henholdsvis kammeret. Trods ventilationen er køleforholdene for transformatorerne i kamrene stadig dårligere end dem, der er installeret udendørs, hvilket reducerer deres levetid noget. Transformatorer installeret i kamre med naturlig ventilation kan dog oplades kontinuerligt med deres nominelle effekt ved gennemsnitlige årlige kammerlufttemperaturer på op til 20 °C.

Nominelle strømme af transformatorens primære og sekundære viklinger kaldes strømme bestemt af de respektive viklingers nominelle kræfter.

Under nominel belastning forstås belastningen lig med den nominelle strøm.

I transformatorens driftstilstand uden overbelastning i nogen position af kontakten, såvel som for alle værdier af spændingen, der leveres til primærviklingen (men ikke højere end + 5% af spændingsværdien af ​​denne hane), transformatorens sekundære vikling kan ikke belastes højere end mærkestrømmen.