630 kVA 10kV خشک-نوع ترانسفورماتور: ولتاژ امپدانس و قابلیت تطبیق بار

ولتاژ امپدانس چیست؟

ولتاژ امپدانس، که اغلب به صورت Uk نوشته می‌شود و به صورت درصد بیان می‌شود، ولتاژی است که باید به یک سیم‌پیچ با فرکانس نامی اعمال شود در حالی که سیم‌پیچ دیگر دارای مدار کوتاه- است تا جریان نامی را به گردش درآورد. حاصل جمع برداری افت ولتاژ مقاومتی و راکتیو ترانسفورماتور است و طبق استاندارد IEC 60076-1 اندازه گیری و تعریف می شود. برای ترانسفورماتورهای 630 کیلوولت آمپر 10 کیلوولت نوع خشک، ولتاژ امپدانس یک مقدار طراحی ثابت است که معمولاً روی پلاک ذکر شده است، معمولاً در محدوده 4٪ تا 8٪.

چرا ولتاژ امپدانس مهم است

محدودیت جریان اتصال کوتاه-

جریان مدار کوتاه متقارن-تقریباً جریان نامی تقسیم بر امپدانس (به صورت اعشاری) است. واحدی با امپدانس 6 درصد جریان خطا را به حدود 16.7 برابر جریان نامی محدود می کند، در حالی که واحد 4 درصد حدود 25 بار اجازه می دهد. مقدار انتخاب شده باید با ظرفیت شکست شکن بالادست و درجه مقاومت تجهیزات پایین دست هماهنگ باشد.

تنظیم ولتاژ

تحت بار، افت ولتاژ داخلی ترانسفورماتور متناسب با امپدانس است. امپدانس بالاتر به معنای افت ولتاژ بیشتر بین شرایط بدون بار و بار کامل است که می تواند برای تجهیزات حساس در انتهای فیدرهای طولانی اهمیت داشته باشد. مولفه راکتیو در واحدهای خشک-واحدهای پر از روغن-به طور یکسان غالب است.

عملیات موازی

ترانسفورماتورهایی که به صورت موازی متصل می شوند باید دارای ولتاژ امپدانس با تلورانس نزدیک باشند (معمولاً در محدوده 10٪ از یکدیگر، طبق دستورالعمل IEC 60076-1) به طوری که بار به نسبت رتبه بندی ها تقسیم شود. عدم تطابق یک واحد را مجبور می کند بیش از سهم خود را حمل کند.

مقادیر معمولی برای کلاس 10 کیلوولت 630 کیلوولت آمپر

بهینه سازی مبادله-تخفیف

کاهش امپدانس تنظیم ولتاژ را بهبود می‌بخشد و تلفات راکتیو را کاهش می‌دهد، اما جریان اتصال کوتاه و در نتیجه تنش مکانیکی روی سیم‌پیچ‌ها را در هنگام خطا افزایش می‌دهد که به مهاربندی قوی‌تری نیاز دارد. افزایش امپدانس شبکه را از جریان خطای بیش از حد محافظت می کند اما تنظیم را کاهش می دهد و تلفات بار را افزایش می دهد. بنابراین بهینه سازی به سطح خطای سیستم، طول فیدر و حساسیت بارهای متصل بستگی دارد. برای یک واحد 630 کیلوولت آمپر که یک باس 0.4 کیلوولت با محتوای موتور بالا تغذیه می کند، مقدار حدود 6% یک انتخاب متعادل است. مقدار نهایی باید با مطالعه مدار کوتاه-شبکه تأیید شود.

سازگاری بار طراحی-نوع خشک

ترانسفورماتورهای نوع خشک{0}}از عایق هوا یا رزین استفاده می‌کنند و در ساختمان‌ها، تونل‌ها و کارخانه‌های سرپوشیده که روغن مجاز نیست رایج است. IEC 60076{3}}11 محدودیت‌های افزایش دما-آنها را تعیین می‌کند و قابلیت بارگذاری به کلاس عایق بستگی دارد: کلاس F اجازه می‌دهد تا 100 K افزایش متوسط سیم‌پیچ، کلاس H اجازه می‌دهد تا 125 K. داده‌های حرارتی{11}}نوع خشک. مقدار امپدانس نیز به طور غیرمستقیم از طریق توزیع تلفات بین تلفات بدون بار و بار بر رفتار اضافه بار تأثیر می گذارد.

نحوه تعیین و تأیید امپدانس

مشخصات باید ولتاژ امپدانس در جریان نامی، موقعیت ضربه و دمای مرجع را بیان کند، و گزارش آزمایش معمول باید مقدار اندازه‌گیری شده را در محدوده تحمل تولید نشان دهد (معمولاً 7.5±٪ برای امپدانس در IEC 60076-1). هنگامی که عملیات موازی برنامه ریزی می شود، امپدانس واحدها باید محکم تر مطابقت داده شود و زاویه فاز امپدانس نیز باید مشابه باشد تا از جریان های در گردش جلوگیری شود.

سوالات متداول

ولتاژ امپدانس 6% در عمل به چه معناست؟

به این معنی که با اتصال کوتاه ثانویه-، 6% از درایوهای ولتاژ اولیه نامی جریان نامی دارند. بنابراین، قبل از اینکه امپدانس سیستم اضافه شود، جریان مدار کوتاه{3}}در حدود 16.7 برابر جریان نامی است.

آیا امپدانس بعد از ساخت قابل تغییر است؟

خیر. امپدانس توسط هندسه سیم پیچ، چرخش و وضعیت ثابت است. تغییر آن نیاز به طراحی مجدد دارد، به همین دلیل است که ارزش باید در مرحله مشخصات توافق شود.

چرا دو ترانسفورماتور به صورت موازی نیاز به امپدانس مشابه دارند؟

زیرا اشتراک بار با امپدانس نسبت معکوس دارد. اگر امپدانس‌ها بیش از 10% متفاوت باشد، واحد امپدانس پایین‌تر به طور نامتناسبی بار بیشتری را حمل می‌کند و می‌تواند بیش از حد گرم شود.

آیا امپدانس بالاتر تلفات را افزایش می دهد؟

تلفات بار (اتلاف مس) بخشی از امپدانس است، بنابراین طرح هایی با امپدانس بالاتر اغلب تا حدودی تلفات بار بیشتری دارند، اما جزء راکتیو غالب است و خود توان اکتیو را مصرف نمی کند.

آیا 630 کیلوولت آمپر بزرگترین درجه بندی نوع خشک-در دسترس است؟

نه. ترانسفورماتورهای نوع خشک تا چندین MVA در دسترس هستند، اما 630 کیلو ولت آمپر به دلیل اندازه جمع و جور و توازن مناسب ظرفیت و هزینه، رتبه بسیار رایجی برای توزیع ساختمانی و صنعتی است.

به طور خلاصه، ولتاژ امپدانس یکی از مهم ترین پارامترهای یک ترانسفورماتور نوع خشک 630 کیلوولت 10 کیلوولت است: سطوح خطا، تنظیم ولتاژ و عملکرد موازی را هماهنگ می کند. تعیین عمدی آن، حدود 6 درصد برای وظیفه توزیع معمولی، و تأیید مقدار اندازه گیری شده در گزارش آزمایش، از ترانسفورماتور و شبکه ای که تغذیه می کند محافظت می کند.