Схема силового трансформатора
Для транспортировки электрической энергии на большие расстояния используются силовые трансформаторы, которые позволят снизить потери при электропередаче. Это осуществляется за счет передачи вырабатываемого генераторами электричества на электрическую подстанцию. На этой подстанции амплитуда напряжения, что поступает в линию электропередач, будет повышаться. Если вам необходимо купить трансформатор сухой силовой, вы можете сделать это в компании «Терра-Ток». Для уточнения подробностей позвоните нам.
Краткое описание принципа работы
Если схематично описать данное устройство, представьте стальной сердечник с двумя катушками, которые имеют обмотки. Одна из них – первичная, другая – вторичная. Когда переменный ток начинает прохождение по первичной обмотке, в магнитопроводе (сердечнике) образуется магнитный поток, возбуждающий электродвижущую силу во вторичной обмотке. Если она (вторичная обмотка) не присоединена к цепи, которая потребляет энергию, то сила ее тока равна нулю.
При подсоединении к цепи электроэнергия потребляется, и сила тока в первичной обмотке возрастает пропорционально, согласно с законом сохранения. Так происходит процесс преобразования и распределения энергии.
Электрическая схема силового трансформатора
Конструкция силового сухого трансформатора включает в себя:
- Магнитопровод;
- Остов с нижней и верхней балками;
- Обмотки низкого и высокого напряжения;
- Отводы низковольтные и высоковольтные;
- Регулировочные обмоточные ответвления;
- Нижняя часть вводов низкого и высокого напряжения.
Обмотки трансформаторных фаз пропускают через себя ток нагрузки, а изготавливаются они из таких металлов, как алюминий или медь. Намотанные концентрические обмотки выполняются цилиндрами, которые располагаются один в другом. Для низкого напряжения (НН) обмотка бывает винтовой и цилиндрической. Она располагается вблизи стержня, чтобы изоляционный слой было проще сделать. Далее на нее устанавливается цилиндр, что обеспечивает изоляцию между сторонами низкого и высокого напряжений.
На этот цилиндр монтируется обмотка высокого напряжения (ВН), которая может быть многослойной или непрерывной.
Регулирование выходного напряжения
Есть два способа для регулирования выходного напряжения. Они зависят от типа переключателя, которые могут изменять количество на обмотке витков либо с отключением нагрузки, либо под нагрузкой. Наиболее востребован второй способ.
Области применения разных схем соединения обмоток
СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ 10(6)/0,4 КВ
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНЫХ СХЕМ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК
Отсутствие у изготовителей и заказчиков четкого представления о принципиальных отличиях свойств силовых трансформаторов малой мощности с разными схемами соединения обмоток приводит к ошибкам в их применении. Причем неправильный выбор схемы соединения трансформаторных обмоток не только ухудшает технические показатели электроустановок и снижает качество электроэнергии, но и приводит к серьезным авариям.
Об этом напоминают нижегородские проектировщики Алевтина Ивановна Федоровская и Владимир Семенович Фишман, которые в своем материале акцентируют внимание на разнице в реакции трансформаторов на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности.
СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК И СВОЙСТВА ТРАНСФОРМАТОРОВ
В соответствии с ГОСТ 11677-85 [1] силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ мощностью от 25 до 250 кВА могут изготавливаться со следующими схемами соединения обмоток:
«звезда/звезда» – Y/Yн;
«треугольник–звезда» – Д/Yн;
«звезда–зигзаг» – Y/Zн.
Принципиальное отличие технических характеристик трансформаторов с различными схемами соединений обмоток заключается в разной реакции на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности. Это прежде всего однофазные сквозные короткие замыкания, а также рабочие режимы с неравномерной загрузкой фаз.
Как известно, силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ имеют трехстержневой стальной сердечник, на каждом стержне которого располагаются первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы – А, В и С. Магнитные потоки трех фаз в симметричных режимах работы циркулируют в стальном сердечнике трансформатора и за его пределы не выходят.
Что происходит при нарушении симметрии с преобладанием нагрузки одной из фаз на стороне 0,4 кВ? Такие режимы работы исследуются с использованием теории симметричных составляющих [2].
Рассмотрим режим максимальной однофазной несимметрии – режим однофазного короткого замыкания (ОКЗ) на стороне 0,4 кВ трансформатора со схемой соединения обмоток Д/Yн.
Картина токов симметричных составляющих в обмотках в этом режиме представлена на рис. 1. В неповрежденных фазах на стороне 0,4 кВ геометрическая сумма трех симметричных составляющих тока равна нулю (рабочей нагрузкой фаз пренебрегаем), а в поврежденной фазе эта сумма максимальна и равна току ОКЗ. Его величина определяется известной формулой:
где Uл – линейное напряжение;
R1, R0, X1, Х0 – соответственно активные и реактивные сопротивления прямой и нулевой последовательности.
СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРЯМОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
Сопротивления прямой последовательности R1 и X1 трансформаторов с разными схемами соединения обмоток определяются одними и теми же формулами и отличаются незначительно:
Заглянув в каталоги, нетрудно убедиться, что входящие в эти формулы известные величины Ркз и Uк от схем соединения обмоток трансформатора практически не зависят, а следовательно, от них не зависят и сопротивления прямой последовательности.
В отличие от этих сопротивлений, сопротивления нулевой последовательности трансформаторов с разными схемами соединения обмоток отличаются принципиально.
СОПРОТИВЛЕНИЯ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
Рассмотрим картину векторов токов и магнитных потоков в трансформаторе со схемой соединения обмоток Д/Yн (рис. 2).
В таких трансформаторах токи прямой, обратной и нулевой последовательностей протекают как в первичной, так и во вторичной обмотках. При этом токи нулевой последовательности в первичной обмотке замыкаются внутри нее и в сеть не выходят. Создаваемые токами нулевой последовательности первичных и вторичных обмоток намагничивающие силы (ампер-витки) направлены встречно и почти полностью компенсируют друг друга, что обуславливает небольшую величину реактивных сопротивлений трансформатора. При этом сопротивления прямой и нулевой последовательностей приблизительно равны: R1 = R0; Х1 = Х0.
Эта особенность состоит в том, что на каждом стержне трансформатора расположено по одной вторичной полуобмотке двух разных фаз (рис. 3). В режиме ОКЗ намагничивающие силы, создаваемые токами нулевой последовательности в этих полуобмотках, направлены встречно и друг друга взаимно компенсируют. При этом токи нулевой последовательности в первичной обмотке отсутствуют. В таких трансформаторах сопротивления нулевой последовательности оказываются меньше сопротивлений прямой последовательности: R0 < R1; Х0 < Х1.
Рис. 1. Токи симметричных составляющих в обмотках трансформатора в режиме однофазного короткого замыкания
IA21, IA22, IA20, IB21, IB22, IB20, IC21, IC22, IC20 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей вторичной обмотки;
IA11, IA12, IA10, IB11, IB12, IB10, IC11, IC12, IC10 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей первичной обмотки.
Рис. 2. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Д/Yн
Рис.
Как следует из формулы (1), это обеспечивает большую величину тока ОКЗ у трансформаторов со схемами Y/Zн по сравнению с трансформаторами со схемами Д/Yн.
Теперь обратимся к трансформаторам со схемой соединения обмоток Y/Yн. Как известно, в обмотках, соединенных в звезду без выведенной нулевой точки, токи нулевой последовательности протекать не могут. Поэтому в режиме ОКЗ токи этой последовательности протекают только во вторичной обмотке трансформатора.
Совпадающие по фазе магнитные потоки нулевой последовательности, создаваемые токами вторичной обмотки, выходят за пределы магнитного сердечника и замыкаются через металлический кожух трансформатора (рис. 4). Это определяет значительно большую величину сопротивлений нулевой последовательности таких трансформаторов: R0 >> R1; X0 >> X1.
Рис. 4. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Y/Yн
Следует отметить, что в отличие от сопротивлений прямой последовательности трансформаторов, которые можно рассчитать, сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн расчету не поддаются.
Их можно определить только экспериментально. Величина этих сопротивлений во многом зависит от конструкции кожуха трансформатора, от величины зазоров между сердечником и кожухом и т.п.
Схема замера сопротивлений нулевой последовательности приведена в ГОСТ 3484.1-88 [3]. К сожалению, в этом документе указано, что такие замеры предприятия-производители проводят по просьбе заказчиков. Вероятно, в последние годы таких просьб от заказчиков не поступает, а изготовители эти замеры самостоятельно не производят, считая, что в них нет необходимости. В результате проектировщики при выполнении расчетов пользуются старыми справочными данными. Однако использовать устаревшую информацию надо чрезвычайно осторожно, ведь конструкции современных трансформаторов, в частности кожухов, а также материалы, из которых они изготовлены, существенно изменились.
В то же время в ГОСТ 3484.1-88 имеется фраза о том, что эти сопротивления могут отличаться на два порядка. И этим сегодня противоречия не исчерпываются[4].Реальные значения сопротивлений нулевой последовательности знать необходимо, поскольку они определяют величину тока ОКЗ. Чем больше эти сопротивления, тем меньше ток ОКЗ, соответственно труднее осуществить защиту трансформатора.
В нормальных режимах работы большие сопротивления нулевой последовательности при неравномерной загрузке фаз трансформатора на стороне 0,4 кВ приводят к ухудшению качества электроэнергии у потребителя.
Так, если принять R1 = R0, X1 = X0, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток Д/Yн, то получим:
Таким образом, при этих условиях ток ОКЗ на выводах 0,4 кВ трансформатора будет равен току трехфазного КЗ.
Однако, если R0>>R1 и X0>>X1, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн, то величина тока ОКЗ оказывается значительно меньше тока трехфазного КЗ, то есть Iокз << I3фкз.
На рис. 5 изображена схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ питания собственных нужд (ТСН) ПС 110/35/6 кВ. На ПС с переменным оперативным током такие трансформаторы устанавливаются на ОРУ и подключаются к воздушному вводу, идущему от силового трансформатора к вводной ячейке ЗРУ-6(10) кВ. Защита трансформатора, включая кабель 0,4 кВ до щита 0,4 кВ, выполняется предохранителями 6 кВ. Токи КЗ в конце защищаемой предохранителями зоны – при вводе на щит 0,4 кВ приведены в табл. 1. Как из нее видно, минимальное значение тока КЗ через предохранители 6 кВ имеет место при однофазном замыкании на стороне 0,4 кВ.
Таблица 1. Токи короткого замыкания в конце защищаемой предохранителями зоны за трансформатором 100 кВА, 6/0,4 кВ, Д/Yн при вводе на щит 0,4 кВ
Рис. 5. Схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ для питания собственных нужд ПС 110/35/6 кВ
Согласно существующим рекомендациям по условиям отстройки от броска тока намагничивания трансформатора мощностью 100 кВА номинальный ток предохранителей принимается равным Iн.
пр = (2 ÷ 3) Iн.тр. В данном случае Iн.пр 2 ·10 А 20. Принимаем Iн.пр = 20 А.
Минимальный отключаемый ток предохранителем типа ПКТ-6 кВ, 20 А согласно каталожным данным составляет Iмин.откл.пр = 240 А, что значительно больше токов КЗ, приведенных в табл. 1.
Таким образом, защита предохранителями типа ПКТ 6 кВ оказывается нечувствительной. Более того, при протекании тока КЗ ниже минимально отключаемого, предохранитель не только не защищает оборудование, но и разрушается сам, вызывая аварию.
В качестве защитного аппарата можно рассмотреть возможность использования предохранителей зарубежных фирм, например марки Merlin Gerin. Номинальный ток предохранителя специалисты компании рекомендуют выбирать из условия Iпр. 0,1с 12 Iном.тр.Пользуясь времятоковой зависимостью, приведенной в [5], определяем, что этому условию удовлетворяет предохранитель Fusarc c номинальным током 20 А, минимальный ток отключения которого равен 55 А. Казалось бы, этот предохранитель надежно защищает электрооборудование, т.
к. минимально отключаемый им ток меньше минимального тока КЗ: 62 А 55 А. Однако время отключения данным предохранителем тока КЗ, равного 62 А, составляет 7 с. При таком длительном времени необходимо учитывать эффект спада тока, вызванный увеличением активного сопротивления кабеля вследствие его нагрева [6]. В результате спада тока его значение приближается к минимальному току отключения предохранителя –55 А, что делает защиту ненадежной.
Улучшить надежность защиты можно путем применения силового трансформатора 6/0,4 кВ со схемой соединения обмоток Y/Zн. В этом случае минимальный ток короткого замыкания через предохранители увеличивается до 80 А, а время его отключения предохранителем сокращается до 0,6 с и защита становится достаточно надежной.
Если же в рассмотренном примере будет применен трансформатор со схемой соединения обмоток Y/Yн, то минимальный ток КЗ через предохранители составит лишь 22 А. Очевидно, что защитить электрооборудование предохранителями 6 кВ при таком токе невозможно.
Недостатки трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Yн проявляются и в нормальных режимах работы при неравномерной загрузке фаз. Потери напряжения в более загруженной фазе могут резко возрасти по сравнению с менее за-груженными фазами, особенно при большой загрузке трансформатора и низком cos f нагрузки.
Однако означает ли всё вышесказанное, что трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Yн не должны изготавливаться вообще? Представляется, что это не так. Не всегда большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора является недостатком. Например, при применении трансформаторов более 1000 кВА может возникнуть проблема устойчивости однофазной коммутационной аппаратуры 0,4 кВ к току ОКЗ. В этом случае большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора со схемой Y/Yн поможет решить эту проблему.
Что же касается защиты таких трансформаторов, то она решается с помощью релейной защиты и выключателя 6(10) кВ, а с низкой стороны – с помощью вводного автомата.
ВЫВОДЫ
Для трансформаторов малой мощности (от 25 до 250 кВА), защищаемых предохранителями со стороны ВН, безусловное преимущество имеет схема соединения обмоток Y/Zн. Несколько меньший эффект дает схема Д/Yн. Схему Y/Yн для таких трансформаторов применять не следует.
Схема соединения обмоток трансформаторов Y/Yн может применяться в сравнительно редких случаях для более мощных трансформаторов при необходимости ограничения тока однофазного КЗ с целью повышения устойчивости коммутационной аппаратуры.
Предприятиям-изготовителям силовых трансформаторов следует в обязательном порядке производить замеры их сопротивлений нулевой последовательности.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия.
2. Ульянов С.А. Короткие замыкания в электрических системах. – М.: Госэнергоиздат, 1952. – 280 с.
3. ГОСТ 3484.1-88 (СТ СЭВ 1070-78). Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний.
4. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей / Под ред.
Большама Я.М., Круповича В.И., Самовера М.Л. и др. – М.: Энергия, 1975. – 696 с.
5. Каталог на предохранители Fusarc Merlin Gerin (стандарт DIN).
6. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.
По данным: http://www.news.elteh.ru/arh/2006/41/09.php
| Серия этих трансформаторов разрабатывалась для питания ламповой и транзисторной бытовой радиоаппаратуры. Трансформаторы силовые ТС-80, броневые.Трансформатор ТС-80.Начнём, пожалуй с самого первого ТС-80, разработанного для применения в ламповых радиоприёмниках. Рисунок 1. Внешний вид трансформатора ТС-80. В нижнем экране трансформатора выведено семь проводов. Рисунок 2. Схема трансформатора ТС-80. Таблица 1. Моточные данные трансформатора ТС-80.
Трансформаторы силовые ТС-80, стержневые.Трансформатор ТС-80-1.
Рисунок 3. Схема трансформатора ТС-80-1. Таблица 2. Моточные данные трансформатора ТС-80-1.
Трансформатор ТС-80-2Рисунок 4. Силовой трансформатор ТС-80-2, применялся для питания бытовой радиоаппаратуры, выполненной на полупроводниковых приборах. Рисунок 5. Схема трансформатора ТС-80-2. Таблица 3. Моточные данные и электрические параметры трансформатора ТС-80-2.
Трансформатор ТС-80-4
Рисунок 6. Схема трансформатора ТС-80-4. Таблица 4. Моточные данные трансформатора ТС-80-4.
Трансформатор ТС-80-6Рисунок 7.
Рисунок 8. Схема трансформатора ТС-80-6. Таблица 5. Моточные данные и электрические параметры трансформатора ТС-80-6.
Трансформатор ТС-80-7Силовой трансформатор ТС-80-7, применялся для питания бытовой радиоаппаратуры, выполненной на полупроводниковых приборах. Рисунок 9. Схема трансформатора ТС-80-7. Таблица 6. Моточные данные трансформатора ТС-80-7.
 Трансформатор ТС-80-8Силовой трансформатор ТС-80-8, применялся для питания бытовой радиоаппаратуры, выполненной на полупроводниковых приборах. Рисунок 10. Схема трансформатора ТС-80-8. Таблица 7. Моточные данные и характеристики трансформатора ТС-80-8.
* — Напряжение указано для выводов 3-3′. Напряжение на выводах 3-5 = 28в, на выводах 5-5’= 70в.
|
В
Внешний вид трансформатора ТС-80-2.
В
Электрическая схема трансформатора ТС-80-4, изображена на рисунке 6. Его характеристики и моточные данные приведены в таблице 4.
Внешний вид трансформатора ТС-80-6.
Использовался в основном в звукоусилительной аппаратуре.
В
ВПринципиальные схемы газовой защиты силового трансформатора – ОРГРЭСЭНЕРГО
На рисунке приведена принципиальная схема газовой защиты трансформатора, выполненная на оперативном постоянном токе. Отключающий контакт газового реле РГ может вибрировать под воздействием толчков потока масла или смеси масла с газом, поэтому, как правило, применяется самоудерживание выходного промежуточного реле РП, имеющего последовательные удерживающие обмотки.
Самоудерживание автоматически снимается после отключения выключателей В1 и В2 трансформатора и размыкания их блок-контактов. Оперативный ток к цепям газовой защиты, связанным с действием на отключение, подается через предохранители выключателя В1 со стороны питания трансформатора. Цепи отключения выключателей В1 и В2, разделенные «а контактах промежуточного реле РП, питаются от предохранителей выключателя В1 и В2 соответственно.
Сигнальные контакты реле РГ питаются от отдельных предохранителей; они должны оставаться включенными в работу независимо от положения выключателей В1 и В2 для сигнализации, например, при возникновении течи в баке или уходе масла из реле РГ по другим причинам.
В схеме предусмотрен перевод действия отключающего элемента защиты на сигнал с помощью переключающего устройства (накладки) Н.
При защите группы из трех однофазных трансформаторов газовые реле устанавливаются на каждом из них и действуют на отключение трансформаторной группы через общее выходное промежуточное реле.
На рисунке 2 приведена принципиальная схема газовой защиты трансформатора тупиковой подстанции на оперативном переменном токе; в качестве источника оперативного тока обычно используются измерительные трансформаторы напряжения или предварительно заряженные батареи конденсаторов, включенные к источнику питания через зарядное устройство УЗ. Газовая защита действует на включение короткозамыкателя КЗ, после чего линия отключается защитой на головном участке. При подключении к линии нескольких ответвительных подстанций, последние подключаются к линии с помощью отделителей.
Принципиальная схема газовой защиты трансформатора (тупиковой подстанции) на переменном оперативном токеВ случаях присоединения трансформатора со стороны питания с помощью отделителя и короткозамыкателя газовая защита трансформатора действует, как и на рисунке 2, на включение короткозамыкателя. Вслед за этим работает защита линии и отключается выключатель линии со стороны питания. Отделитель поврежденного трансформатора отключается после прекращения протекания через короткозамыкатель тока замыкания на землю, т.
е. после отключения выключателя линии. Далее линия включается устройством АПВ, чем восстанавливается питание других подстанций, подключенных к этой линии.
Таким образом, к уже отмеченным достоинствам газовой защиты, как срабатывание практически при всех повреждениях внутри бака трансформатора, высокая чувствительность и быстродействие, добавляется простота выполнения ее цепей.
Однако несрабатывание газовой защиты при повреждениях вне бака — на выводах — ведет к тому, что она не может быть единственной защитой от повреждений в зоне между выключателями (или между отделителем и выключателем) трансформатора.
По действующим правилам отключающий элемент газовой защиты должен включаться на отключение трансформатора, независимо от места установки последнего и от вида обслуживания подстанции (с дежурством персонала или без него).
Исключением может быть газовая защита трансформаторов в районах, подверженных землетрясениям, а также при постоянном проведении вблизи места установки трансформатора взрывных работ и т.
п. В этих случаях отключающий элемент защиты постоянно включается на сигнал. На трансформаторах (автотрансформаторах) большой мощности при работе газовой защиты на отключение от нее же пускается устройство пожаротушения, с помощью которого после отключения выключателей трансформатора он поливается водой. Сигнальный элемент газовой защиты всегда включается на сигнал. Если оперативный персонал дежурит на подстанции только в дневное время, то выполняется передача сигнала для вызова на подстанцию персонала в остальное время суток. С подстанций без обслуживающего персонала сигнал о работе газовой защиты должен передаваться на объект, где постоянно дежурит оперативно-выездная бригада (ОВБ). Прибывший на место персонал определяет причину работы газовой защиты и принимает меры, позволяющие сохранить в работе трансформатор, а если это невозможно, то включает резервный трансформатор взамен отключаемого.
Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов
com/embed/JJ_qGvlXkHw?rel=0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»»/>Обмотки трансформаторов имеют обычно схемы соединения: звезда Y, звезда с выведенной нейтралью Yn. и треугольник Δ.
Сдвиг фаз между ЭДС первичной и вторичной обмоток (E1 и Е2) принято выражать условно группой соединений.
В трехфазном трансформаторе применением разных способов соединений обмоток можно образовать двенадцать различных групп соединений, причем при схемах соединения обмоток звезда-звезда мы можем получить любую четную группу (2, 4, 6, 8, 10, 0), а при схеме звезда — треугольник или треугольник-звезда любую нечетную группу (1, 3, 5, 7, 9, 11).
Группы соединений указываются справа от знаков схем соединения обмоток. Трансформаторы по рис.1 имеют схемы и группы соединения обмоток: Y/Δ-11; Yn / Yn /Δ-0-11; Y/Δ/Δ-11-11.
Соединение в звезду обмотки ВН позволяет выполнить внутреннюю изоляцию из расчета фазной ЭДС, т.е. в √3 раз меньше линейной. Обмотки НН преимущественно соединяются в треугольник, что позволяет уменьшить сечение обмотки, рассчитав ее на фазный ток I/√3.
Кроме того, при соединении обмотки трансформатора в треугольник создается замкнутый контур для токов высших гармоник, кратный трем, которые при этом не выходят во внешнюю сеть, вследствие чего улучшается симметрия напряжения на нагрузке.
Сверхмощные генераторы конструктивно выполняются с двумя трехфазными обмотками статора, ЭДС которых сдвинуты на 30°. Для работы в блоке с такими генераторами изготовляются мощные однофазные трансформаторы с двумя обмотками низшего напряжения и двумя обмотками высшего напряжения. В трехфазной группе для компенсации сдвига ЭДС обмоток статора генератора одна обмотка низшего напряжения соединяется по схеме Δ, а другая — по схеме Y.
Рис.1. Соединение обмоток и векторные диаграммы
напряжений однофазных трансформаторов для
присоединения к шестифазному генератору
На рис.1 показано соединение обмоток группы однофазных трансформаторов ОРЦ-533000/500, предназначенных для энергоблока 1200 МВт.
Каждая фаза трансформатора выполнена на двухстержневом магнитопроводе. Соединение обмоток, расположенных на первом стержне, образует схему Δ/Yn-11, а на втором Y/Yn-0 (или 12).
Соединение обмоток в звезду с выведенной нулевой точкой применяется в том случае, когда нейтраль обмотки должна быть заземлена. Эффективное заземление нейтрали обмоток ВН обязательно в трансформаторах 330 кВ и выше и во всех автотрансформаторах. Системы 110, 150 и 220 кВ также работают с эффективно-заземленной нейтралью, однако для уменьшения токов однофазного КЗ нейтрали части трансформаторов могут быть разземлены. Так как изоляция нулевых выводов обычно не рассчитывается на полное напряжение, то в режиме разземления нейтрали необходимо снизить возможные перенапряжения путем присоединения вентильных разрядников к нулевой точке трансформатора (рис.2). Нейтраль заземляется также на вторичных обмотках трансформаторов, питающих четырехпроводные сети 380/220 и 220/127 В. Нейтрали обмоток при напряжении 10-35 кВ не заземляются или заземляются через дугогасящую катушку для компенсации емкостных токов.
Рис.2. Способы заземления нейтралей трансформаторов и автотрансформаторов
а — у трансформаторов 110-220 кВ без РПН,
б — у трансформаторов 330-750 кВ без РПН,
в — у трансформаторов 110 кВ с встроенным РПН,
г — у автотрансформаторов,
д — у трансформаторов 150-220 кВ с РПН,
е — у трансформаторов 330-500 кВ с РПН.
Как устроен трансформатор? Как подключить трнасформатор к сети?
Как устроен трансформатор? Как подключить трансформатор к сети? FAQ Часть 2
В статье рассмотрены вопросы об устройстве, определении габаритной мощности, подключении и фазировании обмоток силовых низкочастотных трансформаторов.
Самые интересные ролики на Youtube
Близкие темы.
Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей.
УНЧ, часть 3.
Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?
Оглавление статьи.
- Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?
- Какую схему питания УНЧ выбрать?
- Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.
- Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.
- Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.
- Как определить габаритную мощность трансформатора?
- Где взять исходный трансформатор?
- Как подключить неизвестный трансформатор к сети?
- Как сфазировать обмотки трансформатора?
- Как определить количество витков вторичной обмотки?
- Как рассчитать диаметр провода для любой обмотки?
- Как измерить диаметр провода?
- Как рассчитать количество витков первичной обмотки?
- Как разобрать и собрать трансформатор?
- Как намотать трансформатор?
- Как закрепить выводы обмоток трансформатора?
- Как изменить напряжение на вторичной обмотке не разбирая трансформатор?
- Программы для расчёта силовых трансформаторов.
- Дополнительные материалы к статье.
Страницы 1 2 3 4
Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.
Магнитопровод низкочастотного трансформатора состоит из стальных пластин. Использование пластин вместо монолитного сердечника уменьшает вихревые токи, что повышает КПД и снижает нагрев.
Магнитопроводы вида 1, 2 или 3 получают методом штамповки.
Магнитопроводы вида 4, 5 или 6 получают путём навивки стальной ленты на шаблон, причём магнитопроводы типа 4 и 5 затем разрезаются пополам.
Магнитопроводы бывают:
1, 4 – броневые,
2, 5 – стержневые,
3, 6 – кольцевые.
Правда, кольцевых штампованных магнитопроводов я никогда не видел.
Чтобы определить сечение магнитопровода, нужно перемножить размеры «А» и «В». Для расчётов в этой статье используется размер сечения в сантиметрах.
Трансформаторы с витыми стержневым поз.1 и броневым поз.2 магнитопроводами.
Трансформаторы с штампованными броневым поз.1 и стержневым поз.2 магнитопроводами.
Трансформаторы с витыми кольцевыми магнитопроводами.
Подробнее о магнитопроводах в главе – «Разборка и сборка трансформаторов».
Вернуться наверх к меню
Как определить габаритную мощность трансформатора.
Габаритную мощность трансформатора можно приблизительно определить по сечению магнитопровода. Правда, ошибка может составлять до 50%, и это связано с рядом факторов. Габаритная мощность напрямую зависит от конструктивных особенностей магнитопровода, качества и толщины используемой стали, размера окна, величины индукции, сечения провода обмоток и даже качества изоляции между отдельными пластинами.
Чем дешевле трансформатор, тем ниже его относительная габаритная мощность.
Конечно, можно путём экспериментов и расчетов определить максимальную мощность трансформатора с высокой точностью, но смысла большого в этом нет, так как при изготовлении трансформатора, всё это уже учтено и отражено в количестве витков первичной обмотки.
Так что, при определении мощности, можно ориентироваться по площади сечения набора пластин проходящего через каркас или каркасы, если их две штуки.
Для облегчения расчётов, загляните по этой ссылке: Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?
P = B * S² / 1,69
P – мощность в Ваттах,
B – индукция в Тесла,
S – сечение в см²,
1,69 – постоянный коэффициент.
Пример:
Сначала определяем сечение, для чего перемножаем размеры А и Б.
S = 2,5 * 2,5 = 6,25 см²
Затем подставляем размер сечения в формулу и получаем мощность. Индукцию я выбрал 1,5Tc, так как у меня броневой витой магнитопровод.
P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Ватт
Если требуется определить необходимую площадь сечения манитопровода исходя из известной мощности, то можно воспользоваться следующей формулой:
S = ²√ (P * 1,69 / B)
Пример:
Нужно вычислить сечение броневого штампованного магнитопровода для изготовления трансформатора мощностью 50 Ватт.
S = ²√ (50 * 1,69 / 1,3) = 8см²
О величине индукции можно справиться в таблице. Не стоит использовать максимальные значения индукции, так как они могут сильно отличаться для магнитопроводов различного качества.
Максимальные ориентировочные значения индукции.
| Тип магнитопровода | Магнитная индукция мах (Тл) при мощности трансформатора (Вт) | ||||
| 5-10 | 10-50 | 50-150 | 150-300 | 300-1000 | |
| Броневой штампованный | 1,2 | 1,3 | 1,35 | 1,35 | 1,3 |
| Броневой витой | 1,55 | 1,65 | 1,65 | 1,65 | 1,6 |
| Кольцевой витой | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,65 | 1,6 |
Вернуться наверх к меню
Где взять исходный трансформатор?
Проще всего подобрать готовый трансформатор на радиорынке, если, конечно, он есть в вашем городе.
Там же можно договориться о перемотке трансформатора. Но, и трансформаторы, и услуги по их перемотке достаточно дороги.
На картинке часть лотка на радиорынке, где можно купить трансформаторы в городе Cishinau (Кишинёв).
Если у Вас в сарае или на балконе валяется какая-нибудь ненужная техника, то наверняка в ней есть и трансформаторы. Любой разборный сетевой трансформатор очень легко переделать под свои нужды. Самое главное, чтобы хватило его габаритной мощности.
Если мощность трансформатора меньше требуемой, то под нагрузкой выходное напряжение трансформатора может существенно просесть. Но, это тоже не беда, так как микросхемы типа TDA2030, TDA2040 и TDA2050 могут работать при значительном снижении напряжения питания, а именно: ±6, ±2,5 и ±4,5 Вольт соответственно.
Маловероятно, что вторичные обмотки найденного трансформатора подойдут по току и напряжению, но первичная обмотка уже рассчитана на напряжение осветительной сети и это самое лучшее подспорье, так как перемотать вторичную обмотку намного проще, чем первичную.
Хорошо, если это будет стандартный унифицированный трансформатор, тогда можно по его наименованию точно определить напряжения и максимально допустимые токи вторичных обмоток. Такие трансформаторы не поддаются разборке, поэтому прежде чем его покупать, нужно сверить название с данными в справочнике.
В конце статьи есть ссылка на справочник, в котором можно найти подробную информацию о большинстве унифицированных трансформаторов советского и постсоветского производства.
Если же это будет трансформатор без опознавательных знаков, то вероятность того, что его придётся перематывать, будет стремиться к 99%. За такой транс много платить не стоит.
При покупке трансформатора на кольцевом магнитопроводе, следует иметь в виду, что не каждый трансформатор можно разобрать, не повредив первичной обмотки.
- Годится для замены вторичной обмотки.
- Нужно мотать первичную обмотку.
- Нужно мотать первичную обмотку.
Вернуться наверх к меню
Как подключить неизвестный трансформатор к сети?
Прежде чем подключать трансформатор к сети, нужно прозвонить его обмотки омметром.
У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.
Первичных (сетевых) обмоток может быть несколько, либо единственная обмотка может иметь отводы, если трансформатор универсальный и рассчитан на использование при разных напряжениях сети.
В двухкаркасных трансформаторах на стержневых магнитопроводах, первичные обмотки распределены по обоим каркасам.
При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном включении предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.
Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:
I = P / U
I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер),
P – габаритная мощность трансформатора (Ватт),
U – напряжение сети (~220 Вольт).
Пример:
35 / 220 = 0,16 Ампер
Ближайшее значение – 0,25 Ампер.
Схема измерения тока Холостого Хода (ХХ) трансформатора. Ток ХХ трансформатора обычно замеряют, чтобы исключить наличие короткозамкнутых витков или убедится в правильности подключения первичной обмотки.
При замере тока ХХ, нужно плавно поднимать напряжение питания. При этом ток должен плавно возрастать. Когда напряжение превысит 230 Вольт, ток обычно начинает возрастать более резко. Если ток начинает резко возрастать при напряжении значительно меньшем, чем 220 Вольт, значит, либо Вы неправильно выбрали первичную обмотку, либо она неисправна.
| Мощность (Вт) | Ток ХХ (мА) |
| 5 — 10 | 10 — 200 |
| 10 -50 | 20 — 100 |
| 50 — 150 | 50 — 300 |
| 150 — 300 | 100 — 500 |
| 300 — 1000 | 200 — 1000 |
Ориентировочные токи ХХ трансформаторов в зависимости от мощности.
Нужно добавить, что токи ХХ трансформаторов даже одной и той же габаритной мощности могут очень сильно отличаться. Чем более высокие значения индукции заложены в расчёт, тем меньше ток ХХ.
Схема подключения, при определения количества витков на вольт.
Вернуться наверх к меню
Как сфазировать обмотки трансформатора?
На электрических схемах принято отмечать жирной точкой начало намотки отдельных катушек трансформатора, если это необходимо. Но, выводы катушек реального трансформатора могут не иметь вообще никакой маркировки.
При прозвонке неизвестного трансформатора, может понадобиться определить начало намотки некоторых катушек.
Например, если две отдельные части первичной обмотки включить навстречу друг другу, то они просто могут выйти из строя. На картинке изображён трансформатор, у которого первичная обмотка состоит из двух частей и эти части подключены в противофазе, что недопустимо (!).
Для фазировки обмоток можно использовать стрелочный вольтметр постоянного тока и батарейку (химический элемент питания) включённые по приведённой схеме.
Диапазон измеряемого напряжения вольтметра нужно подобрать так, чтобы было хорошо заметно движение стрелки. Начинать лучше с большего диапазона.
Если при замыкании выключателя, стрелка вольтметра отклонилась в прямом направлении, то за начало фазируемых обмоток нужно принять «+» (плюс) батареи и «+» вольтметра.
Если стрелка отклонилась в обратном направлении, обмотки подключены в противофазе относительно «+» батареи и «+» вольтметра.
Нужно иметь в виду, что при замыкании выключателя, стрелка вольтметра будет отклоняться в одну сторону, а при размыкании в противоположную, из-за возникшей ЭДС самоиндукции. Ориентироваться нужно по отклонению стрелки именно в момент включения выключателя.
При подключении катушек витых стержневых или штампованных стержневых трансформаторов, у которых два симметрично расположенных каркаса, нужно иметь в виду, что силовые магнитные линии выходят из одного каркаса, но входят в другой.
На картинке изображён трансформатор, у которого первичная обмотка состоит из двух симметричных катушек с выводами 1, 2 и 1’, 2’. Катушки расположены на двух симметрично расположенных друг относительно друга каркасах.
Например, чтобы соединить катушки такого трансформатора последовательно, нужно соединить выводы 2 и 2’, а сеть подключить к выводам 1, 1’.
Вернуться наверх к меню
Страницы 1 2 3 4
Ссылки ниже могут оказаться не в теме, и скорее всего так и будет, но они не испортят вам настроение, если Вы загляните по этим адресам. Я их проверял. Ну вот и всё, главное красиво и ненавязчиво закончить мысль. Всем удачи!
Теория силового трансформатора— Gowanda
Наиболее частым назначением силового электронного трансформатора является преобразование мощности переменного тока (АС) из одного переменного напряжения (или тока) в другое переменное напряжение (или ток).
Другой распространенной целью является обеспечение гальванической развязки между электрическими цепями. Мощность — это произведение напряжения на ток. Силовые трансформаторы не изменяют уровни мощности, за исключением паразитных потерь. Входная мощность за вычетом паразитных потерь мощности равна выходной мощности.Идеальные силовые трансформаторы не имеют потерь, следовательно, выходная мощность равна входной. Увеличение выходного напряжения приведет к уменьшению выходного тока. Электроэнергетические компании предпочитают передавать электроэнергию при малых значениях тока, чтобы снизить резистивные потери в линиях электропередачи. Более низкие токи также позволяют использовать кабели передачи меньшего размера. Силовой трансформатор используется между генерирующим оборудованием и линией (ами) электропередачи для повышения (увеличения) напряжения передачи (до высокого напряжения) и уменьшения тока передачи.Распределительные трансформаторы, которые являются силовыми трансформаторами, используются для понижения (понижения) напряжения до уровней, необходимых для промышленного и бытового использования.
Силовые электронные трансформаторы можно классифицировать по номинальной мощности (от дробной ВА до мега-ВА), типу конструкции и / или по предполагаемому применению. Один и тот же базовый силовой трансформатор может подходить для нескольких применений, поэтому один и тот же силовой трансформатор может быть отнесен к нескольким перекрывающимся типам категорий.Обычный человек связывает силовые трансформаторы с электроснабжением, поэтому они думают о полюсных трансформаторах и распределительных трансформаторах. На ум не сразу приходят силовые трансформаторы, используемые внутри их бытовой техники и электронных устройств. Две самые широкие категории силовых трансформаторов — это силовые трансформаторы электроснабжения и электронные силовые трансформаторы (1 и 3 фазы). Силовые трансформаторы почти полностью представляют собой синусоидальные трансформаторы переменного тока. Электронный силовой трансформатор — это, по сути, любой электронный трансформатор, подающий питание на электронные схемы.
Существует множество подкатегорий: импульсные, инвертирующие, переключающиеся (обратный преобразователь, прямой преобразователь), тороидальные, прямоугольные, изоляционные и другие. Измерительные трансформаторы (например, трансформаторы тока) не считаются силовыми трансформаторами. Они измеряют напряжение или ток вместо подачи питания.
Электронные трансформаторы / силовые трансформаторы имеют размер от кубического сантиметра до нескольких кубических метров. Вес может варьироваться от долей унции до нескольких тонн. Размер и вес силового трансформатора зависит от нескольких факторов.Неполный список включает в себя: желаемую номинальную мощность, максимальную температуру окружающей среды, допустимое повышение температуры, метод охлаждения (воздушное или жидкостное охлаждение, естественная конвекция или принудительное), форма трансформатора, требования к диэлектрической проницаемости напряжения, требуемое регулирование напряжения, рабочая частота, рабочая форма волны, и основной материал.
Из них двумя наиболее ограничивающими параметрами являются допустимый рост температуры и требуемое регулирование напряжения. Рабочая частота является основным параметром при выборе материала сердечника. В низкочастотных устройствах обычно используются сердечники из ленточной или ламинированной кремнистой стали.В приложениях с умеренной частотой используются сердечники с ленточной намоткой или ламинированные никелево-железные сердечники. В высокочастотных приложениях обычно используются ферритовые сердечники.
Силовые трансформаторы выпускаются различных форм. Тороидальные силовые трансформаторы являются высокоэффективными. Они имеют наименьший размер (по объему и весу), меньшую индуктивность рассеяния и меньшие электромагнитные помехи
(EMI). Их обмотки лучше охлаждаются из-за пропорционально большей площади поверхности. Бобинные или трубчатые трансформаторы обычно более экономичны в изготовлении.Длинные тонкие сердечники больше подходят для низкочастотных высокодобротных трансформаторов.
Некоторые формы, например сердечники электролизеров, являются самозащитными (снижает электромагнитные помехи).
Силовой трансформатор: определение, типы и применение
Что такое силовой трансформатор? Трансформатор — это электрический прибор, который используется для передачи энергии от одной цепи к другой в условиях электромагнитной индукции. Передача мощности осуществляется без изменения частоты. В электронной сети государственный силовой трансформатор применяется для представления ряда источников переменного тока с несколькими напряжениями и подходящими значениями тока от коммунальной электросети, а также используется для представления трансформаторов с диапазоном 500 кВА или выше.
⇒ Просмотреть список продаваемых трансформаторов и их поставщиков ⇐
Что такое силовой трансформатор? Силовой трансформатор — это трансформатор одного типа, который используется для передачи электроэнергии в любом компоненте электронной или электрической цепи между первичными цепями распределения и генератором.
Эти трансформаторы используются в распределительных сетях для согласования понижающих и повышающих напряжений. Обычно силовой трансформатор погружается в жидкость, а срок службы этих инструментов составляет примерно 30 лет.Силовые трансформаторы можно разделить на три типа по диапазонам. Это трансформаторы большой мощности, трансформаторы средней мощности и трансформаторы малой мощности.
- Диапазон мощных трансформаторов может составлять от 100 МВА и более
- Диапазон трансформаторов средней мощности может составлять от -100 МВА
- Диапазон трансформаторов малой мощности может составлять от 500 до 7500 кВА
Эти трансформаторы передают напряжение . Он поддерживает низкое напряжение, цепь высокого тока на одной секции трансформатора, а на другой стороне трансформатора — цепь высокого напряжения и низкого тока.Силовой трансформатор работает по принципу индукционного закона Фарадея. Он объясняет электросеть в областях, где каждое оборудование, подключенное к системе, спроектировано в соответствии со скоростью, установленной силовым трансформатором.
Силовой трансформатор — это статическое устройство, используемое для преобразования мощности из одной цепи в другую без изменения частоты. Это очень простое определение трансформатора. Поскольку в нем нет движущихся или вращающихся компонентов, трансформатор представлен как статическое устройство.Силовые трансформаторы работают на базе переменного тока. Трансформатор работает по правилам взаимной индукции.
Что такое силовой трансформатор? (Ссылка: lectric4u.com ) История силовых трансформаторов Если мы хотим обсудить историю трансформаторов, мы должны вернуться в 1880-е годы. Свойство индукции было обнаружено примерно за 50 лет до этого, в 1830 году, и это основа работы трансформатора. Позже было разработано моделирование трансформатора, что привело к уменьшению размера и большей эффективности.Большой потенциал трансформаторов в несколько кВА, МВА возник постепенно.
Силовой трансформатор 400 кВ был изобретен в высоковольтной электрической сети в 1950 году. Блок мощностью 1100 МВА был создан в начале 1970-х годов. Несколько конструкторов произвели трансформаторы класса 800 кВ и даже выше в 1980 году.
Конструкция силового трансформатораКонструкция силового трансформатора смоделирована из металла, покрытого листами.Он фиксируется либо в корпусе типа оболочки, либо в типе сердечника. Структуры трансформатора намотаны и прикреплены с использованием проводников для получения трех однофазных или одного трехфазного трансформатора. Aurogra http://www.pharmacynewbritain.com/aurogra/
Для трех однофазных трансформаторов необходимо, чтобы каждый блок был изолирован от дополнительных частей и, таким образом, обеспечивал непрерывность обслуживания после отказа одного блока. Одиночный трехфазный трансформатор, будь то сердечник или оболочка, не будет работать даже при выходе из строя одной батареи. Трехфазный трансформатор экономичен в производстве, занимает меньше места и работает сравнительно с более высоким КПД.
Конструкция силового трансформатора
Конструкция трансформатора покрыта огнестойкой жидкостью внутри резервуара. Консерватория наверху резервуара для жидкости позволяет растущему маслу полностью покрыть его. Зарядное устройство нагрузки сливается в сторону бака, меняя количество поворотов в секции низкого тока-высокого напряжения для более точной регулировки напряжения.
Втулки бака позволяют деталям точно входить и выходить из системы без повреждения внешней оболочки.Силовой трансформатор может работать за пределами своего низкого номинала, пока он остается в пределах 65 ° C повышения температуры. В трансформаторы встроены специальные вентиляторы, которые охлаждают центр трансформатора для работы в вышеуказанном стандартном режиме до точки ниже сертифицированной температуры.
Подробнее о Linquip
Потери мощности в линиях передачи Есть несколько причин для использования силового трансформатора в электрических сетях.
{2} R
Здесь I — ток по проводнику, R — сопротивление детали.
Итак, потери мощности напрямую связаны с квадратом тока, протекающего по проводнику или линии передачи. Таким образом, чем меньше сила тока, протекающего в проводнике, тем меньше потери мощности. Как мы воспользуемся преимуществом этого явления, обсуждается ниже:
Возьмем начальное напряжение 100 В, потребляемую нагрузку 5 А и передаваемую мощность 500 Вт. Тогда системы передачи здесь должны пропускать ток величиной 5А от источника питания к нагрузке.Но если мы увеличим напряжение в первой секции до 1000 В, то системы передачи должны выдержать только 0,5 А для обеспечения идентичной мощности в 500 Вт. Ксанакс без рецепта http://sellersvillepharmacy.com/xanax.php
Итак, мы повысим напряжение на первичной стадии системы передачи, используя силовой трансформатор, и применим другой силовой трансформатор для понижения выхода в конце сеть передачи. В этой конфигурации величина тока, протекающего через систему передачи +100 км, значительно снижается, тем самым снижая потери мощности во время передачи.
Силовой трансформатор обычно работает при полной нагрузке, поскольку моделируется, что он имеет высокий КПД при 100% нагрузке. В противном случае распределительный трансформатор имеет высокий КПД, если нагрузка составляет от 50% до 70%. Таким образом, распределительные трансформаторы не желательно постоянно работать при 100% нагрузке.
Поскольку силовые трансформаторы создают большие напряжения при понижении и повышении, обмотки имеют отличную изоляцию по сравнению с распределительными трансформаторами или измерительными трансформаторами.Поскольку в них применяется изоляция высокого уровня, они очень массивны и к тому же слишком тяжелы.
Разница между силовым трансформатором и распределительным трансформатором (Ссылка: elprocus.com ) Поскольку силовые трансформаторы обычно не подключаются к дому напрямую, они испытывают небольшие колебания нагрузки, в то время как, с другой стороны, распределительные типы испытывают большие колебания нагрузки.
Они полностью загружены 24 часа в сутки, поэтому отходы железа и меди возникают в течение всего дня.Плотность магнитного потока в силовом трансформаторе также больше, чем у распределительного типа.
Принцип работы силового трансформатораСиловой трансформатор работает по принципу «индукционного закона Фарадея». Это главное правило электромагнетизма, разъясняющее принцип работы двигателей, индукторов, генераторов и электрических трансформаторов.
Закон указывает: «Как только замкнутый или закороченный компонент приближается к флуктуирующему магнитному полю, в этом замкнутом контуре возникает протекающий ток».Чтобы лучше описать закон, поясним его подробнее. Во-первых, давайте рассмотрим схему ниже.
Принцип работы силового трансформатора 1 (Ссылка: circuitdigest.com ) Предположим, что проводник и постоянный магнит изначально поднесены друг к другу. Затем провод закорачивают на обоих участках с помощью провода, как показано на рисунке.
В этом случае не будет тока, протекающего через проводник или петлю, поскольку магнитное поле, пересекающее петлю, является постоянным, и, как указано в законе, только изменяющееся магнитное поле может вызвать ток в сети.Итак, на первом этапе постоянного магнитного поля в контуре или проводнике будет движение нуля.
Теперь представьте, что если магнит движется вперед и назад, например, маятник, то магнитное поле, разрезающее проводник, возобновляет колебания. Поскольку на этом этапе доступно модифицирующее магнитное поле, закон Фарадея приведет к тому, что мы сможем увидеть ток, движущийся в петле.
Принцип работы силового трансформатора 2 (Ссылка: circuitdigest.com ) Как показано на рисунке, после того, как магнит скользит вперед и назад, мы можем видеть ток «I», перемещающийся по замкнутому контуру и проводнику.Теперь давайте удалим постоянную батарею, чтобы восстановить ее с помощью других источников модифицирующего магнитного поля, таких как ниже.
Теперь источник переменного напряжения и проводник используются для создания переменного магнитного поля.
После того, как петля приблизится к диапазону магнитного поля, можно увидеть ЭДС, генерируемую через проводник. Благодаря этой стимулированной ЭДС, у нас может быть ток «I».
Величина стимулированного напряжения связана с напряженностью поля, испытываемого вторичным контуром, поэтому чем больше напряженность магнитного поля, тем больше ток, протекающий в замкнутом контуре.
Хотя можно применить простую конфигурацию проводов, чтобы знать закон Фарадея, для более практической работы предпочтительнее использовать катушку на обеих секциях.
Принцип работы силового трансформатора 4 (Ссылка: circuitdigest.com ) Здесь переменный ток проходит через первую первичную катушку, которая создает модифицирующее магнитное поле рядом с проводящими катушками.
И когда вторая катушка входит в рейтинг магнитного поля, создаваемого первой катушкой, то ЭДС создается во второй катушке из-за закона индукции Фарадея. И из-за создаваемого напряжения во второй катушке ток «I» течет во вторичной замкнутой сети.
Теперь мы должны помнить, что обе катушки висят в воздухе, поэтому проводящей средой, создаваемой магнитной средой, является воздух. Воздух имеет большее сопротивление по сравнению с металлами в случае условий магнитного поля, поэтому, если мы используем ферритовый или металлический сердечник в качестве среды для электромагнитной сети, тогда мы можем получить электромагнитную индукцию более подходящим образом.
Итак, теперь заменим воздушное окружение железным зазором для дальнейшего развития.
Принцип работы силового трансформатора 5 (Ссылка: circuitdigest.com ) Как показано на рисунке, мы можем применить ферритовый или железный сердечник, чтобы уменьшить потери магнитного потока во время передачи энергии от одной катушки к другой.
В течение этого времени магнитный поток, теряемый в атмосферу, будет заметно меньше, чем время, в течение которого мы использовали воздушную среду, поскольку зазор является подходящим проводником магнитного поля.
В то время как поле создается первой катушкой, оно будет перемещаться по железному сердечнику, достигая второй катушки, и в соответствии с законом Фарадея вторая катушка создает ЭДС, которая будет обнаруживаться гальванометром, подключенным через вторую катушку. . Теперь, если мы внимательно исследуем, мы обнаружим эту конфигурацию, похожую на однофазный трансформатор. И да, каждое устройство, представленное сегодня, работает по тому же принципу. Посетите здесь, чтобы полностью узнать основы силового трансформатора.
Использование силовых трансформаторов- Производство электроэнергии низкого напряжения слишком рентабельно. Эта низковольтная номинальная мощность теоретически может быть передана в приемную секцию. Эта низковольтная мощность, если она передается, вызывает больший ток в линиях, что действительно приводит к большему количеству потерь в линии.
- Но если уровень напряжения мощности повышается, ток мощности уменьшается, что приводит к уменьшению омических или I 2 R потерь в сети, уменьшению стороны поперечного сечения контура i .е. снижение общей стоимости сети, а также улучшение регулировки напряжения системы. Из-за этого следует увеличивать низкую мощность для эффективных применений электроэнергии.
- Это выполняется повышающим устройством в передающей секции электросети. Поскольку эта большая мощность напряжения не может быть распределена между пользователями напрямую, ее следует понизить до подходящей скорости на приемной стороне с помощью понижающего устройства. В результате силовые трансформаторы играют важную роль в случаях передачи электроэнергии.
- Двухобмоточные трансформаторы обычно используются там, где уровень высокого и низкого напряжения превышает 2. Рентабельно применять автотрансформатор, когда уровень между высоким и низким напряжением меньше 2.
- Опять же, a простой трехфазный трансформаторный блок более эффективен, чем блок из трех однофазных устройств в трехфазной сети. Но простой трехфазный комплект немного проблематичен в использовании, и его следует полностью прекратить, если выйдет из строя одна из фазовых секций.
Но простой трехфазный комплект немного проблематичен в использовании, и его следует полностью прекратить, если выйдет из строя одна из фазовых секций.Трансформаторы можно классифицировать по нескольким методам в зависимости от их назначения, применения, производства и т. Д. Учтите, что эти классификации иногда пересекаются — например, трансформатор может быть одновременно трехфазным и повышающим. Для получения дополнительных объяснений в некоторых важных книгах по электротехнике более подробно обсуждается работа трансформатора.
Типы трансформаторов включают следующие:
Повышающий трансформатор и понижающий трансформатор- Повышающие трансформаторы преобразуют низковольтные (LV) и сильноточные входные сигналы от первичной части трансформатора. к значению высокого напряжения (HV) и низкого тока на вторичной части устройства.
- Понижающие типы преобразуют значения высокого напряжения (HV) и низкого тока из первичной части устройства в выход низкого напряжения (LV) и высокого тока на вторичной части типа.
Трехфазный трансформатор обычно используется в трехфазной электросети, поскольку он более эффективен, чем однофазные типы. Но при импорте размера рекомендуется использовать банк из трех однофазных vs.трехфазный трансформатор, так как его проще передавать, чем один одиночный трехфазный комплект.
Электрический трансформатор, распределительный трансформатор и измерительный трансформатор- Электрические трансформаторы обычно используются в системах передачи для повышения или понижения номинального напряжения. Он работает в основном во время пиковых или высоких нагрузок и имеет максимальную эффективность при полной или близкой к ней нагрузке.
- Распределительные трансформаторы понижают мощность для распределительных шкафов коммерческим или бытовым потребителям.Он имеет соответствующую регулировку напряжения и работает 24 часа в сутки с максимальной эффективностью при 50% полной нагрузки.
- Измерительные трансформаторы содержат трансформатор тока и силовой трансформатор, которые используются для понижения высокого напряжения и тока на меньшие выходы, которыми можно управлять с помощью обычных устройств.
Двухобмоточный трансформатор особенно используется там, где разница между сторонами низкого и высокого напряжения превышает 2.Он более эффективен для автотрансформатора в условиях, когда соотношение сторон меньше 2.
Трансформатор для наружной установки и трансформаторы для внутренней установкиКак следует из названия, наружные типы предназначены для установки вне помещений. В то время как внутренние формы предназначены для установки в помещении.
Трансформатор с масляным охлаждением и сухим типом Этот тип связан с конфигурацией охлаждения трансформатора, используемой в трансформаторе.В типах с масляным охлаждением метод охлаждения — трансформаторное масло.
В то время как в сухих типах вместо этого применяется воздушное охлаждение.
В силовых трансформаторах есть два основных типа обмоток: оболочки и сердечники. Существуют также трансформаторы ягодного типа, предназначенные для конкретных применений.
Трансформатор сердечникаТрансформатор сердечника имеет два вертикальных плеча или плеча с двумя горизонтальными сторонами, выступающими в качестве ярма.Форма сердечника прямоугольная с типичной магнитной цепью. Цилиндрические катушки (ВН и НН) устанавливаются на обеих ногах.
Трансформатор кожухового типаТрансформатор кожухового типа включает два внешних и одно центральное плечо. Катушки высокого и низкого напряжения установлены в центральной части. Имеется двойная магнитная цепь.
Трансформатор ягодного типа Сердечник похож на спицы колеса в трансформаторе ягодного типа.
Баки из листового металла плотно прилегают и используются для размещения трансформатора с маслом, заполненным внутри трансформатора.
Силовые трансформаторы можно моделировать как трехфазные, так и однофазные. При поиске силового трансформатора необходимо изучить несколько важных характеристик. Технические характеристики силового трансформатора содержат максимальную номинальную мощность, максимальное номинальное напряжение, максимальный номинальный вторичный ток и тип o / p. Технические характеристики силового трансформатора в основном состоят из:
- Первичное напряжение 22.9 кВ
- Вторичное напряжение 6,6 / 3,3 кВ
- Частота при 60 Гц, 50 Гц
- Фаза 3Ø
- Вектор Dd0, Dyn11 и т. Д.
- Напряжение отвода 23.9-R22.9-21.9-20.9-19.9 кВ
Силовые трансформаторы могут использоваться для перехода от одного типа напряжения к другому при высоких номинальных мощностях.
Эти трансформаторы используются в различных электронных сетях, а также представлены в различных типах и приложениях.
Применения силового трансформатора включают передачу и распределение электрической энергии. Эти инструменты широко используются на промышленных предприятиях, электростанциях и традиционных электроэнергетических компаниях. Применение силовых трансформаторов
(Ссылка: circuitdigest.com )Силовые трансформаторы применяются в высоковольтных линиях передачи для понижения и повышения напряжения. Эти трансформаторы обычно используются для передачи больших нагрузок.
Эти инструменты огромны по размеру по сравнению с типами распределения, которые используются на генерирующих станциях и передающих сетях. Силовые трансформаторы используются в передающих сетях, поэтому они не используются напрямую для потребителей. Таким образом, вариации нагрузки у них меньше.
Эти устройства используются в качестве повышающей системы для передачи, так что потери I 2 R могут быть уменьшены до определенного потока мощности.
Силовые трансформаторы в основном используются в производстве электроэнергии и на распределительных станциях.
Они также используются в системах изоляции, шестиимпульсных и двенадцати импульсных выпрямительных трансформаторах, заземляющих трансформаторах, трансформаторах ветряных электростанций, трансформаторах солнечных фотоэлектрических ферм и пускателях автотрансформаторов.
Некоторые другие применения силового трансформатора включают:
- Снижение потерь мощности при передаче электроэнергии
- Понижение высокого напряжения и повышение высокого напряжения
- При использовании на больших расстояниях с потребителями
- В случаях, когда нагрузка работает на полная мощность 24 × 7
Силовые трансформаторы обычно конструируются с максимальным использованием сердечника и работают очень близко к вершине кривой BH (петля магнитного гистерезиса).Это значительно снижает массу сердечника.
Обычно силовые трансформаторы имеют соответствующие отходы меди и железа при большей нагрузке.
Таким образом, речь идет о принципе работы силового трансформатора, технических характеристиках и применении. Мы надеемся, что вы узнали о них больше. Кроме того, любые вопросы, касающиеся этого предмета или определения силового трансформатора, просьба оставлять отзывы, оставляя комментарии в разделе комментариев ниже.
Купить оборудование или запросить услугуИспользуя службу Linquip RFQ, вы можете рассчитывать на получение предложений от различных поставщиков из разных отраслей и регионов.
Щелкните здесь, чтобы запросить коммерческое предложение у поставщиков и поставщиков услуг
Идеальный трансформатор — обзор
13.3.2 Трансформаторы
Трансформатор — это устройство, которое позволяет передавать электрическую энергию в виде переменного тока, от одной цепи к другой через магнитное поле. Это также позволяет преобразовывать эту энергию из одного уровня напряжения и тока в другой с минимальными потерями.
Электрическая энергия наиболее эффективно передается на большие расстояния при очень высоких напряжениях, в сотни киловольт и, соответственно, умеренных уровнях тока.Распределение на месте при 230 В (или 115 В в США) безопасно и удобно. Преобразование высокого напряжения, используемого для передачи, в гораздо более низкое, используемое для распределения, выполняется трансформаторами. Они играют ключевую роль в системе электроснабжения. В дополнение к их использованию в распределении энергии и источниках питания, трансформаторы также используются во многих электронных системах, особенно в радиочастотной беспроводной связи. Трансформаторы могут быть размером с железнодорожный локомотив или меньше, чем пуговица на рубашке.Они могут работать на низких частотах (50 Гц и менее) или на радиочастотах (порядка гигагерц). Их можно сравнить с механическими коробками передач (которые используются в автомобилях, велосипедах и т. Д.), Которые преобразуют механическую энергию, передаваемую им, скажем, на высокой скорости и с низким крутящим моментом, в более низкую скорость, но с более высоким крутящим моментом, или наоборот.
На рисунке 13.5 (a) показана катушка или обмотка из N 1 витка, намотанных на магнитопровод. Катушка подключена к источнику постоянного тока. источник напряжения В 1 .Ток I 1 определяется сопротивлением катушки R 1 , как показано эквивалентной схемой, показанной на рисунке 13.5 (b). Магнитный поток, индуцированный током I 1 , определяется следующим образом (см. Также Hughes, 1995; R. J. Smith, 1984; Slemon and Straughen, 1980).
Рис. 13.5. Простая магнитная цепь, возбуждаемая постоянным током. источник: (а) магнитная цепь; (б) электрическая эквивалентная схема.
Ток I 1 создает магнитодвижущую силу (ммс), F , Н 1 I 1 ампер (иногда используемую единицу измерения называют ампер-витками).
(13,1) F = N1I1
соответствующая напряженность магнитного поля H (измеренная в ампер / метр или ампер-виток / метр) составляет
(13,2) H = Fl
, где l — длина магнитный путь.
Связь между напряженностью поля H и плотностью потока B (измеряется в теслах) является свойством рассматриваемого материала. Для свободного пространства (и воздуха) эти две величины линейно пропорциональны соотношению (называемому проницаемостью) μ 0 = 4π × 10 -7 (измеряется в генри / метр).Для ферромагнитных материалов, таких как железо, сталь или ферриты, зависимость сильно нелинейна, как описано в хорошо известной петле B – H . При заданной напряженности поля H в этих материалах создается более высокая плотность потока B , чем в воздухе. Относительная магнитная проницаемость μ r описывает, насколько больше плотность потока для данной напряженности поля. Он может иметь значение от нескольких сотен и более. Обратите внимание, что поскольку взаимосвязь между B и H является нелинейной, μ r не является константой для конкретного материала; это зависит от значения H, или B.
(13,3) B = μ0μrH
Магнитный поток Φ (измеренный в сетках) рассчитывается из плотности потока как
(13,4) ϕ = BA
, где A — площадь поперечного сечения материала. перпендикулярно потоку.
На рисунке 13.6 (а) показана та же магнитная цепь, что и на рисунке 13.5 (а), но возбуждение изменено на переменное. источник напряжения (вида В = В p sin ω t ). В этом случае поток также является синусоидальным (без учета влияния нелинейности петли B – H).Однако, согласно закону Фарадея, в проводнике индуцируется напряжение v , если он находится в изменяющемся магнитном поле, где
Рис. 13.6. Простая магнитная цепь, возбуждаемая переменным током. источник: (а) магнитная цепь; (б) электрическая эквивалентная схема.
(13,5) ν = Ndϕdt
Это индуцированное напряжение противостоит приложенному, в дополнение к резистивному падению напряжения i 1 R 1 .
Он представлен в эквивалентной схеме на Рисунке 13.6 (б) индуктором L M . Катушка индуктивности используется, поскольку i находятся в фазе с Φ, но v не совпадают по фазе на 90 ° (из-за производного члена). Следовательно, ток в этом случае определяется как сопротивлением катушки, так и ее индуктивностью. Последнее зависит от магнитных свойств сердечника. Подстановка соотношений из (13.1) — (13.4) в (13.5) приводит к
(13.6) ν = N1dϕdt = μ0μrAlN12didi
Поскольку напряжение v представляет собой напряжение на катушке индуктивности, можно сравнить уравнение (13.6) с соотношением для индуктора v = L d i / d t . Следовательно, индуктивность с точки зрения магнитных свойств выражается как
(13,7) L = μ0μrAlN12
Предполагая, что поток синусоидален, его можно выразить как Φ = Φ пик sin ω t . Тогда из (13.5)
(13.8) ν1 = N1dϕdt = N1ωϕpeakcosωt
Среднеквадратичное значение v 1 ( V 1 ) равно
(13.
9) V1 = N1ωϕpeak2 = 2π2N1fϕpeak = 4⋅44N1fϕpeak
Это важное соотношение показывает выбор, доступный проектировщикам. Например, на высоких частотах и количество витков, и / или магнитный поток (и, следовательно, площадь поперечного сечения сердечника) могут быть уменьшены для данного входного напряжения.
На рисунке 13.7 (a) показана та же магнитная цепь, что и раньше, с добавлением второй обмотки N 2 витка. Две обмотки обычно называют первичной и вторичной .Выходное напряжение холостого хода этой второй (вторичной) обмотки В, 2 можно найти с помощью уравнения (13.5). Предполагая, что поток одинаков в обеих обмотках, v 2 равно
Рис. 13.7. Трансформатор с разомкнутой вторичной обмоткой: а) магнитопровод; (б) электрическая эквивалентная схема.
(13.10) ν2 = N2dϕdt
Объединение уравнений (13.5) и (13.10) приводит к важному соотношению напряжений для идеального трансформатора.
(13.11) ν1ν2 = N1N2
Идеальным трансформатором в данном контексте является трансформатор, где
- 1.
Нет потерь мощности ни в обмотках, ни в сердечнике (механизмы потерь в трансформаторах описаны более подробно см. Slemon and Straughen, 1980).
- 2.
Поток в обеих обмотках одинаковый.
- 3.
Для создания магнитного потока в сердечнике требуется пренебрежимо малый ток (ток намагничивания).Другими словами, реактивное сопротивление L M на рисунке 13.6 очень велико.
Эквивалентная схема практического сердечника с двумя обмотками показана на рисунке 13.7 (b). Здесь показан идеальный трансформатор, резистор R 1 и катушка индуктивности L M . Резистор R 1 представляет сопротивление первой обмотки и используется для учета того факта, что в практическом трансформаторе потери мощности в обмотках не пренебрежимо малы, как указано для идеального в предположении (1) выше.
.В результате выходное напряжение холостого хода вторичной обмотки, В, , , 2, , немного меньше, чем было бы получено уравнением (13.11) с использованием входного напряжения В, , , 1 и отношения витков. Это представлено в эквивалентной схеме падением напряжения на резисторе R 1 , которое представляет собой разницу между реальным входным напряжением v 1 и v ‘ 1 = v 2 N 1 / N 2 .Точно так же в практическом трансформаторе током намагничивания не всегда можно пренебречь, как в предположении (3) выше. Это индуктор L M .
На рисунке 13.8 (а) показан трансформатор с нагрузкой R L , подключенной к вторичной обмотке. В результате наведенного напряжения v 2 во вторичной цепи, ток i 2 течет по вторичной цепи. Однако этот ток, протекающий во вторичной обмотке, создает МДС, которая, согласно закону Ленца, противодействует потоку в сердечнике, который в первую очередь индуцировал В, 2 .
Таким образом, чистый mmf в магнитной цепи уменьшается, и это, в свою очередь, уменьшает магнитный поток Φ. Согласно уравнению (13.5), уменьшенный магнитный поток приводит к уменьшению напряжения, индуцированного в первичной обмотке, которое противодействует входному напряжению v 1 . Увеличенная разница между ними приводит к увеличению текущего i 1 до тех пор, пока не будет достигнуто новое состояние равновесия. Следовательно, увеличение тока во вторичной обмотке приводит к увеличению тока в первичной обмотке.
Рис. 13.8. Трансформатор с нагруженной вторичной обмоткой: а) магнитопровод, принципиальная схема трансформатора; (б) электрическая эквивалентная схема.
Первичный ток состоит из двух компонентов. Один из них — ток намагничивания i M (ток, который течет в первичной обмотке, когда ток не течет во вторичной). Другой — это i ′ 1 компонент, возникающий в результате протекания тока во вторичной обмотке.
Следовательно,
(13.12) i1 = i′1 + iM
Эквивалентная схема на Рисунке 13.8 (b) показывает эту взаимосвязь.
В идеальном трансформаторе магнитный поток одинаков в обеих обмотках (предположение (2) выше), и МДС, создаваемые двумя обмотками, можно считать равными и противоположными друг другу. Следовательно,
(13.13) N1i′1 = N2i2
или
(13.14) i′i2 = N1N2
Обратите внимание, что объединение уравнений (13.11) и (13.14) приводит к
ν1i′1 = ν2i2
As Можно ожидать, что потребляемая мощность идеального трансформатора такая же, как и выходная мощность, поскольку отсутствуют потери.
Аналогично, использование уравнений (13.11) и (13.14) приводит к соотношению
(13.15) RL = ν2i2 = ν1N2N1i′1N1N2 = ν1i′1 [N2N1] 2 = R′L [N2N1] 2
где R ′ L — это кажущееся сопротивление, «видимое при взгляде на первичную обмотку» в результате подключения R L к вторичной обмотке.
Это соотношение составляет основу использования трансформаторов для согласования импеданса . Возможно, более полезно выразить это как
(13.16) R′L = RL [N1N2] 2
На практике поток в двух обмотках не совсем одинаковый, и предположение (2) для идеального трансформатора не относится строго к практическому.Как показано на рисунке 13.9 (а), часть потока «утекает» из сердечника и связана только с одной из обмоток. В описании схемы на рис. 13.9 (а) показано, что эффект этого потока рассеяния должен индуцировать напряжение, которое противодействует входному напряжению. Этот эффект представлен в эквивалентной схеме катушкой индуктивности. Таким образом, пересмотренная эквивалентная схема трансформатора включает в себя две катушки индуктивности L, , , 1, и , L, , , 2, , чтобы учесть индуктивность рассеяния , двух обмоток.Эквивалентная схема показана на рисунке 13.9 (б). При проектировании и изготовлении трансформаторов уделяется большое внимание минимизации потока утечки с помощью таких мер, как наматывание двух обмоток друг на друга и использование сердечников тороидальной формы, если это возможно.
Рис. 13.9. Трансформатор с нагруженной вторичной обмоткой, показывающий поток рассеяния и результирующую индуктивность: (а) магнитная цепь, показывающая поток рассеяния; (б) электрическая эквивалентная схема.
Эквивалентная схема, показанная на рисунке 13.9 (б) чаще используется в упрощенном виде. Упрощение выполняется в два этапа. Во-первых, предположим, что падением напряжения в R 1 и L 1 из-за тока намагничивания i ‘ M можно пренебречь. Следовательно, L M можно подключить напрямую через источник на другой стороне R 1 и L 1 без внесения каких-либо ошибок. Компонент R M добавлен, чтобы представить потерю энергии в сердечнике, вызванную переменным магнитным потоком.На втором этапе используется уравнение (13.16). Это позволяет объединить вторичное сопротивление и индуктивность рассеяния с первичными. Резистор R 2 отображается на первичной обмотке как R ′ 2 , и его можно комбинировать с R 1 для образования R W как
(13,17) RW = R1 + R2 [N2N1] 2
Аналогично,
(13.18) LW = L1 + L2 [N2N1] 2
Упрощенная эквивалентная схема показана на рисунке 13.10.
Рис. 13.10. Упрощенная схема замещения трансформатора.
Может использоваться для расчета регулирования трансформатора. Это мера изменения напряжения между током холостого хода и током полной нагрузки. Он определяется как
(13.19) Регулировка = Vout (без нагрузки) −Vout (полная нагрузка) Vout (полная нагрузка)
Эквивалентная схема на рисунке 13.10 обычно используется на низких частотах (50 и 60 Гц). На высоких частотах необходимо учитывать паразитную емкость обмоток.Это можно смоделировать как конденсатор на первичной обмотке. Этот конденсатор включен последовательно с катушкой индуктивности, представляющей индуктивность рассеяния, и поэтому цепь является резонансной. В некоторых схемах трансформатор спроектирован как часть настроенной нагрузки усилителя, как в разделе 9.2 (см. J. Smith, 1986). На высоких частотах влияние намагничивающей индуктивности может быть меньше, но влияние индуктивности рассеяния выше.
В следующих разделах будет видно, что форма волны тока, потребляемого выпрямителями, подключенными к накопительным конденсаторам (см. Рисунок 13.21) далека от синусоидальности. Об этом всегда нужно помнить при проектировании блоков питания и используемых в них трансформаторов. Информацию о практическом проектировании трансформаторов можно найти в нескольких специализированных текстах. Уиттингтон и др. . (1992) занимается проектированием трансформаторов для импульсных источников питания (см. Раздел 13.4).
Рис. 13.21. Входное напряжение и ток, а также осциллограммы напряжения нагрузки.
SAQ 13.1
Напряжение, ток и мощность были измерены на первичной стороне трансформатора вместе с вторичным напряжением при разомкнутой и короткозамкнутой вторичной обмотке.Результаты измерений, выполненных на частоте 50 Гц, следующие:
| Первичное напряжение (В) | Ток (A) | Мощность (Вт) | Вторичное напряжение (В) | |
|---|---|---|---|---|
| Обрыв | 240 | 0,1 | 12 | 20 |
| Короткий | 10 | 1 | 8 | 0 |
Каковы номинальные значения напряжения силового трансформатора
Силовой трансформатор — это электрическое устройство, которое используется для повышения или понижения уровня напряжения источника питания. Повышение или понижение зависит от количества витков первичной и вторичной обмоток. Трансформаторы имеют две обмотки: первичная обмотка и вторичная обмотка.Первичная обмотка — это катушка, которая потребляет энергию от источника. Вторичная обмотка — это катушка, которая передает энергию преобразованного или измененного напряжения на нагрузку. Если количество витков на обеих обмотках одинаково, а потери трансформатора незначительны, можно сделать вывод, что напряжение на каждой из обмоток одинаково. В этом случае трансформатор просто используется для изоляции двух электрических цепей. Как правило, силовой трансформатор используется для повышения напряжения источника питания для уменьшения потерь при передаче, а затем для целей распределения в центрах нагрузки выполняется понижение.Силовые трансформаторы — это устройства большего размера, которые передают энергию в общественное электроснабжение или подстанцию.
Силовые трансформаторы используются в передающих сетях, поэтому они не подключаются напрямую к потребителям, что снижает колебания нагрузки. Они используются в передающих сетях с более высоким напряжением для повышающих и понижающих приложений (400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ) и обычно рассчитаны на мощность выше 200 МВА. Они используются для передачи при большой нагрузке, высоком напряжении более 33 кВ и 100% КПД.Также он имеет большие размеры по сравнению с распределительным трансформатором. Он используется на генерирующих станциях и передающих подстанциях с высокими уровнями изоляции. Средние нагрузки составляют около 75 процентов полной нагрузки, и они спроектированы таким образом, что максимальная эффективность достигается при 75 процентах полной нагрузки. Силовой трансформатор фактически является мостом между генератором энергии и первичной распределительной сетью. В зависимости от технических характеристик и номинальных значений силовой трансформатор можно разделить на три категории:
1) Трансформатор малой мощности
2) Трансформатор средней мощности
3) Трансформатор большой мощности
Основное применение этого устройства — преобразование малой мощности. напряжение высокого тока до высокого напряжения низкого тока.
В рейтингах напряжения силовых трансформаторов инженеры оценивают силовые трансформаторы в соответствии с максимальным выходным напряжением и током, которые они обеспечивают. Для данного устройства мы часто читаем или слышим о вольт-амперной (ВА) емкости, которая равна произведению номинального выходного напряжения и максимального поставляемого тока. Трансформатор с выходом 12 В, способный обеспечивать ток до 10 А, имеет мощность в ВА 12 В x 10 А, или 120 ВА. Характер фильтрации источника питания требует, чтобы номинальная мощность силового трансформатора в ВА значительно превышала фактическую мощность в ваттах, потребляемую нагрузкой.
Высококачественный прочный силовой трансформатор, способный обеспечивать необходимые токи и / или напряжения, является неотъемлемой и важной частью хорошо спроектированного источника питания. Трансформатор обычно является самым дорогим компонентом источника питания, который необходимо заменить в случае его перегрева, поэтому инженеры всегда выбирают подходящие номиналы трансформатора при проектировании и изготовлении источника питания.
Когда в цепи используется трансформатор, необходимо учитывать напряжение, ток и мощность первичной и вторичной обмоток.Когда указаны номинальные значения напряжения, тока и мощности, они представляют собой среднюю точку соответствующих максимальных и минимальных номинальных значений. Максимальное напряжение, которое можно безопасно приложить к любой обмотке, определяется типом и толщиной используемой изоляции. Когда между обмотками используется более качественная (и более толстая) изоляция, на обмотки может подаваться более высокое максимальное напряжение.
Трансформаторы, которые используются на электростанции для повышения генерируемого напряжения, обычно называют силовыми трансформаторами.Эти трансформаторы обычно рассчитаны на мощность выше 500 кВА и находятся между генератором и распределительными цепями. Эти трансформаторы также известны как повышающие трансформаторы. Их конструкция зависит от номинала и места установки. Для использования вне помещений они обычно погружаются в масло, тогда как силовые трансформаторы, предназначенные для использования внутри помещений, в основном являются сухими.
Киловольт-ампер кВА — это номинальное значение, обычно используемое для номинального значения трансформатора. Размер трансформатора определяется мощностью нагрузки в кВА.Во многих случаях мощность, необходимая для нагрузки, эквивалентна номинальной мощности трансформатора, выраженной в ВА или кВА. Например, для нагрузки 1 кВт (1000 Вт) потребуется трансформатор 1 кВА при единичном коэффициенте мощности. В зависимости от номинальной мощности кВА силовые трансформаторы подразделяются на:
- Малые силовые трансформаторы: от 500 до 7500 кВА
- Средние силовые трансформаторы: от 7500 кВА до 100 МВА
- Большие силовые трансформаторы: более 100 МВА
Средние и большие силовые трансформаторы оснащены дополнительными устройствами для охлаждения, устройствами переключения ответвлений и реле Бухгольца для защиты от внутренних повреждений.Кроме того, в баке маслорасширителя представлены все силовые трансформаторы.
Силовой трансформатор в конце вторичной передачи, понижает уровень напряжения 132 кВ до 33 кВ или 11 кВ в соответствии с требованиями. С этого момента первичное распределение энергии начинает распределять мощность по разным распределительным станциям. В конце первичного распределения распределительные станции получают эту мощность и понижают этот уровень напряжения с 11 кВ или 33 кВ до 415 В (линейное напряжение).От этих распределительных станций до конечных потребителей сохраняется 415 В.
GZ Industrial Supplies предлагает лучшие марки силовых трансформаторов по лучшим ценам.
4 декабря 2020 Эрнест Орхуэбор
Siemens: Руководство по выбору управляющего силового трансформатора (CPT)
Управляющие силовые трансформаторы (CPT) — это устройства, которые необходимы для повышения / понижения и регулирования напряжения для промышленных систем управления и автоматизации.CPT особенно эффективны для стабилизации стороны управляющего напряжения в условиях перегрузки, например, при высоком пусковом токе на стороне напряжения источника.
Ключевые термины
Перед тем, как начнется процесс выбора CPT, необходимо понимание нескольких ключевых терминов.
Пусковой ток, ВА: произведение напряжения нагрузки (В), умноженное на ток (А), который требуется во время запуска схемы. Он рассчитывается путем сложения требований к пусковой мощности всех устройств (контакторов, таймеров, реле, контрольных ламп, соленоидов и т. Д.).), которые будут запитываться вместе. Требования к пусковой мощности VA лучше всего уточнять у производителя конкретного устройства.
Герметичная ВА: также называется ВА в установившемся режиме, произведение напряжения нагрузки (В), умноженное на ток (А), который требуется для работы схемы после первоначального запуска или в нормальных рабочих условиях. Он рассчитывается путем сложения требований к герметичности в ВА всех электрических компонентов цепи, которые будут находиться под напряжением в любой момент времени.Требования к герметичному ВА лучше всего уточнять у производителя конкретного устройства.
Первичное напряжение: напряжение, доступное от электрической распределительной системы, и его рабочая частота, которая подключена к клеммам напряжения питания трансформатора
Напряжение вторичной обмотки: напряжение, необходимое для работы нагрузки, которая подключена к клеммам напряжения нагрузки трансформатора
Этапы выбора
Приведенные ниже вопросы помогут пользователю выбрать наиболее подходящий CPT для конкретного приложения.2
CPT Application Inrush VA Таблица выбора
Источники: Каталог Siemens Speedfax 2007-2008, Каталог продукции Siemens Industrial Control 2017
Базовые силовые трансформаторы
Льюиса Лофлина
В этом разделе мы рассмотрим широкий круг тем, связанных с трансформаторами. Это будет ограничиваться в основном силовыми трансформаторами, их работой и способами их использования / тестирования. Я предполагаю, что у читателя есть базовые знания о постоянном токе и законе Ома, а также основы магнетизма.Если необходимо рассмотреть эти темы, см. Следующее:
На схеме выше базовый трансформатор состоит как минимум из двух катушек с проволокой, намотанной на железный сердечник. Пульсирующее магнитное поле, создаваемое в первичной обмотке переменным током, индуцирует напряжение во вторичной обмотке, когда расширяющееся и сжимающееся магнитное поле первичной обмотки пересекает вторичную обмотку. Выходное напряжение вторичной обмотки пропорционально входному напряжению и отношению первичных обмоток (количества витков) к вторичным обмоткам.
Рисунок 1 Основные типы трансформаторов.
На рисунке 1 выше показан основной электрический символ трансформатора. Базовый трансформатор состоит как минимум из двух катушек с проволокой, намотанной на железный сердечник. Хотя есть много вариантов, перечисленных выше:
T1: разделительный трансформатор «один к одному». Напряжение на входе такое же, как на выходе. Они используются для изоляции «горячей» стороны линии электропередачи от пользователя на вторичной стороне. Фактически, за исключением автотрансформаторов, это свойство всех трансформаторов — электрическая изоляция между первичной и вторичной обмотками.
T2: базовый понижающий трансформатор. Количество обмоток в первичной обмотке больше, чем количество обмоток во вторичной обмотке, что дает более низкое выходное напряжение, чем входное. Понижающее напряжение основано на соотношении первичных обмоток и вторичных обмоток.
T3: базовый повышающий трансформатор. Количество обмоток в первичной обмотке меньше, чем во вторичной. Повышение напряжения основано на соотношении первичных обмоток и вторичных обмоток.
T4: трансформатор с центральным отводом вторичной обмотки. Напряжение, измеренное от центрального отвода к любому концу, должно быть одинаковым.
T5: трансформатор с отводом по центру первичной и вторичной обмоток.
T6: понижающий трансформатор с центральным отводом вторичной обмотки. Так устроен обычный «полюсный трансформатор», питающий дом.
T7: трансформатор с несколькими вторичными обмотками. Отдельные обмотки могут иметь любую комбинацию повышающей или понижающей.
Рисунок 2
Напряжение и ток в силовых трансформаторах
На рисунке показан теоретический трансформатор с входным напряжением 120 В переменного тока и выходом 20 В переменного тока на один ампер (I). Допустим, резистор R1 составляет 20 Ом. Какой ток будет протекать через предохранитель F1? В данном случае соотношение намоток 120: 20 = 6: 1.
Для решения подобных задач я использую формулу «мощность равна выходной мощности». (Я расскажу о потерях в ближайшее время.) Во вторичном резисторе R1 составляет 20 Ом (R) и 20 В (E), поэтому E / R = I; 20/20 = 1 ампер.Мощность = E * I = 20 * 1 = 20 Вт. Итак, в этой задаче вторичный потребляет 20 Вт, поэтому первичный должен обеспечивать 20 Вт. В приведенном выше примере 1 ампер протекает через амперметр 2.
В первичной обмотке мы знаем, что входное напряжение (E) составляет 120 вольт, а подаваемая мощность (P) — 20 ватт. Чтобы найти ток (I), мы используем формулу P / E = 20/120 = 0,167 ампер или 167 мА. Это также ток через амперметр 1 и предохранитель, поэтому в целях безопасности мы должны использовать предохранитель не более стандартного предохранителя на 1/4 ампера.
Это, кажется, сбивает с толку многих студентов, что такой небольшой ток при гораздо более высоком напряжении может быть таким же уровнем мощности, как и большой ток при низком напряжении. Мы говорим о мощности как о произведении тока и напряжения, а не только о напряжении или токе.
Трансформатор с многослойным сердечником, на котором виден край слоев
вверху изображения.
Неужели первичный подает только 20 Вт для передачи 20 Вт на нагрузку? Нет, скорее всего 23 Вт. В самом трансформаторе есть потери, по крайней мере, несколько ватт в этой простой схеме.Существует три основных типа потерь мощности в трансформаторах:
Гистерезис: сопротивление изменению магнитных полей в магнитном материале. Другими словами, железный сердечник трансформатора противостоит изменению магнитных полей, вызванному переменным током. Молекулы железа сопротивляются изгибу, вызванному магнитным полем, выделяющим отходящее тепло.
Вихревые токи: небольшой ток, индуцированный в железном сердечнике трансформатора. Сердечник трансформатора часто состоит не из прочного железа / стали, а из ламинированных листов, соединенных вместе.Я не буду вдаваться в подробности о нескольких других типах магнитных потерь.
Потери в меди: нагрев, вызванный сопротивлением медной проволоки в обмотках. Термин применяется независимо от того, сделаны ли обмотки из меди или другого проводника, например алюминия. Следовательно, термин «потери в обмотке» часто является предпочтительным.
Потери меди возникают в результате джоулева нагрева, поэтому их также называют «квадратичными потерями R» в соответствии с Первым законом Джоуля. Это означает, что энергия, теряемая каждую секунду, или мощность, увеличивается пропорционально квадрату тока через обмотки и пропорционально электрическому сопротивлению проводников.
Потери в меди = I * I * R, где I — ток, протекающий в проводнике, а R — сопротивление проводника. Если I в амперах, а R в омах, расчетная потеря мощности выражается в ваттах.
Чем больше ток в проводе, тем выше потери из-за тепла. Кроме того, сопротивление медной проволоки (и большинства металлов) увеличивается с температурой. Используя рисунок 2 в качестве примера с одним ампером, мы действительно имеем потери в проводе, но тот же провод при двух амперах будет производить в четыре раза больше потерь (в виде тепла), чем на один ампер!
Сопротивление меди напрямую зависит от диаметра (калибра) провода и его длины.Например, провод калибра AWG 28 имеет сопротивление 64,9 Ом на 1000 футов провода и диаметр провода 0,013 дюйма. AWG 12 имеет сопротивление 1,588 Ом на 1000 футов и диаметр провода 0,081 дюйма. Он используется в домашней проводке и может выдерживать 41 ампер, в то время как AWG 28 может выдерживать только 1,4 ампера.
Примечание: чем выше номер AWG, тем тоньше провод. Другими словами, AWG 28 может пропускать ток, достаточный для безопасной работы лампочки мощностью 150 Вт, в то время как AWG 12 может проводить ток для безопасной работы большой микроволновой печи или электрического обогревателя на 3600 Вт.
Глядя на наш трансформатор выше на рисунке 2, мы имеем первичный ток 0,167 ампер и вторичный ток 1 ампер. Очевидно, что мы можем использовать провод меньшего диаметра в первичной обмотке, чем во вторичной. При проектировании трансформатора калибры проводов, используемых в первичной и вторичной обмотках, часто бывают как можно более тонкими, чтобы снизить стоимость при пропускании указанного тока. Но более тонкая проволока имеет большее сопротивление, чем проволока более толстого сечения. Это нужно учитывать при выборе трансформатора.
Давайте поспорим, наш трансформатор на рис. 2 измеряет 50 Ом в первичной обмотке и 2 Ом во вторичной обмотке. Сколько мощности будет потеряно из-за потерь в меди?
Для первичной обмотки: I * I * R = 0,167 * 0,167 * 50 = 1,39 Вт.
Для вторичной обмотки: I * I * R = 1 * 1 * 2 = 2 Вт.
Суммарные потери в ваттах из-за потерь в меди = 3,39 Вт плюс около 2 Вт различных магнитных потерь. С трансформатором на 20 Вт это значительные потери — почти 22%. Использование проволоки большего диаметра (по более высокой цене) для уменьшения нагрева жизненно важно.В действительности хороший трансформатор часто имеет КПД более 95%.
Подводя итог, сечение провода напрямую связано с допустимой нагрузкой по току. Напряжение зависит от качества электрической изоляции. Мощность — это произведение напряжения и тока. Если мы передаем мощность с более высоким напряжением, но с меньшим током, мы можем доставить мощность с меньшими затратами, используя провод меньшего сечения. Давайте рассмотрим это более подробно.
В заключение, эти показания могут быть неточными как таковые. Трансформаторы — это индуктивные устройства, в которых индуктивное реактивное сопротивление искажает показания переменного тока.
Трансформаторы для питания дома
Без использования трансформаторов современная электроэнергия была бы невозможна или намного дороже. Здесь я рассмотрю современный дом и то, как используются трансформаторы. (Приведенные ниже примеры могут не соответствовать местным кодам и являются только примерами.)
Опять же, мощность — это произведение напряжения и тока. (E * I) Современное домашнее электроснабжение составляет 200 ампер при 240 вольт. (Взгляните на домашнюю коробку выключателя.) При использовании воздушной линии для проводки от погодозависимой головки, где энергокомпания подключается к дому, до самой коробки выключателя часто используется провод AWG 00.
Если медь, то она может выдерживать 283 ампер свободного воздуха, этого достаточно для работы на 200 ампер. Но это очень дорогой провод диаметром 0,365 дюйма и весом 403 фунта на 1000 футов. Миля этого провода будет весить более одной тонны, и это всего лишь для одной сети на 200 ампер в одном доме. Алюминиевый провод дешевле, но он должен быть большего диаметра, чтобы пропускать ток, равный медному. Стоимость здесь с обоими будет непомерно высокой.
Решение — использование трансформаторов. Когда вырабатывается энергия, напряжение повышается до напряжения передачи до 400000 вольт на большие расстояния.Можно использовать провод гораздо меньшего диаметра (а значит, и более дешевый и легкий) для подачи энергии на местную подстанцию. Здесь высокое напряжение понижается до напряжения распределения 7200 вольт для домов и предприятий.
На рисунке выше показан типичный однофазный полюсный трансформатор. Вверху полюса находится распределительное напряжение 7200 вольт, а используемое выходное напряжение — 240 вольт. Дом на 200 А может потреблять 48 000 ВА (E * I) или 48 кВА. Трансформатор на 150 кВА может обслуживать три дома или легко подавать 600 ампер на три дома.Это будут очень короткие участки провода по трем разным токопроводящим путям.
Даже 1000 футов AWG 00 имеют 0,0799 Ом, таким образом, скажем, 100 футов при 200 А приведут к небольшим потерям мощности. Скорее всего, для такого короткого пробега они использовали бы, скажем, AWG 10 при 1,2 Ом на 1000 футов. 1000 футов AWG 10 весит около 30 фунтов.
Обратите внимание на то, что на картинке выше провод более высокого напряжения в верхней части полюса тоньше, чем вторичная сторона, идущая к трем домам. Провода какого калибра я могу использовать для передачи 7200 вольт для питания полюсного трансформатора? Чтобы обеспечить 150 кВА при 7200 вольт, верхние проводники должны выдерживать около 21 ампер.Это может быть AWG 14 диаметром 0,064 дюйма с сопротивлением 2,5 Ом на 1000 футов. Общий вес 1000 футов проволоки составляет менее 13 фунтов. (Я предполагаю за вычетом веса изоляции.) Таким образом, из 150 000 ватт мы потеряем около 52 ватт из-за потерь в меди на 1000 футов провода.
Наконец, трансформатор имеет коэффициент трансформации 7200: 240 = 30: 1.
границ | Мониторинг и защита трансформатора в динамических энергосистемах — обзор
Введение
Распределительные системы трансформируются из пассивных систем в активные по мере установки все большего количества распределенных энергоресурсов (РЭР), особенно возобновляемых источников энергии (ВИЭ).Например, в Калифорнии в 2015 году установленная мощность РЭД составила более 7000 МВт, и поставлена цель интегрировать 12000 МВт РЭЭ к 2020 году (Федеральная комиссия по энергетике и регулированию, 2018). ВИЭ, в том числе солнечные фотоэлектрические, ветряные турбины и т. Д., Предоставляют операторам возможности для улучшения качества электроэнергии, повышения устойчивости энергосистемы и помогают достичь целей зеленой энергетики. Однако в связи с быстрым темпом установки ВИЭ эксплуатация энергосистем также сталкивается с проблемами (Seguin et al., 2016).Например, поскольку условия эксплуатации ВИЭ меняются намного быстрее, чем у традиционных генераторов и нагрузок, в распределительных системах могут наблюдаться более широкие колебания напряжения в течение однодневной работы по сравнению с обычными энергосистемами с ограниченными ВИЭ, а в распределительных системах также может наблюдаться двунаправленное питание. поток. Еще одна проблема заключается в том, что при установке ВИЭ в распределительных системах настройки текущих реле не подходят для новых активных систем. В частности, эти РЭС, вероятно, будут снижать чувствительность реле максимального тока между подстанцией и РЭС, а устройства, защищенные этими реле максимального тока, должны выдерживать более длительное время при возникновении неисправности.Поэтому устройствам в энергосистемах навязано больше динамики, чем раньше.
Из-за вышеупомянутых воздействий необходимо продолжать мониторинг и защищать критически важные устройства в энергосистемах, чтобы убедиться, что они находятся в исправном состоянии. Трансформатор, как один из критически важных и дорогостоящих компонентов в энергосистемах, должен быть защищен и находиться под постоянным контролем. Таким образом, мониторинг и защита трансформатора становятся важной задачей в энергетической отрасли, а также в академических исследованиях.В данной статье представлен обзор литературы по мониторингу и защите трансформаторов. В этом документе не только рассматриваются традиционные методы мониторинга и защиты низкочастотных трансформаторов, но и вводятся некоторые многообещающие технологии, такие как мониторинг и защита на основе искусственного интеллекта, мониторинг с помощью связи и защита низкочастотных трансформаторов. Кроме того, рассматриваются методы защиты твердотельных трансформаторов (SST), поскольку SST рассматриваются как важная часть преобразования систем распределения из пассивных в активные, в то время как систематический обзор защиты SST ограничен.Как следствие, в документе эта тема разбита на три раздела: (1) мониторинг устаревших низкочастотных трансформаторов, (2) защита устаревших низкочастотных трансформаторов и (3) защита SST.
Трансформаторы явно подвержены деградации или даже повреждению из-за сбоев и неисправностей. Например, при возникновении неисправности или других помех на обмотку трансформатора будут воздействовать магнитные силы. Если такие силы превышают выдерживаемую способность трансформатора, произойдет деформация обмотки, и повреждение будет накапливаться.Такое повреждение сократит срок эксплуатации, снизит вероятность сохранения неисправностей в будущем и повлияет на нормальную работу трансформатора (Abu-Siada and Islam, 2012). Другой пример — частичный разряд в трансформаторе. Частичный разряд — это электрический разряд, который частично перекрывает изоляцию между проводниками, вызывает локальный пробой изоляционной среды и вызывает временное перераспределение пространственных зарядов в системе изоляции (IEEE, 2013a). Частичный разряд в трансформаторе возникает, когда местная диэлектрическая среда не может противостоять местному электрическому полю.Трансформатор может иметь более высокую вероятность возникновения частичного разряда при старении трансформатора или после воздействия тяжелых условий, таких как удары молнии, переходные процессы переключения, внутренние / внешние повреждения, которые влияют на изоляцию трансформатора (Wang et al., 2002). Такие удары могут накапливаться и в конечном итоге повлиять на нормальную работу трансформатора или даже вызвать повреждение. Поскольку трансформатор может быть либо отключен от сети и подвергнут тщательной проверке, либо проанализирован некоторыми датчиками, когда он все еще находится в эксплуатации, методы мониторинга унаследованных низкочастотных трансформаторов дополнительно разделены на два подраздела, то есть автономный мониторинг и он-лайн мониторинг.Автономный мониторинг обеспечивает тщательный осмотр контролируемого трансформатора. Двумя основными методами мониторинга являются анализ частотной характеристики (IEEE, 2013b) и анализ импеданса короткого замыкания (IEEE, 2013a). Однако, поскольку часто отключать трансформатор для мониторинга состояния непрактично, он-лайн мониторинг предоставляет многообещающие решения. Оперативный мониторинг использует ограниченную информацию о контролируемом трансформаторе, и в результате результаты менее точны, чем автономный мониторинг.Метод импеданса короткого замыкания и метод передаточной функции (аналогичный анализу частотной характеристики) — два основных оперативных метода контроля деформации обмотки. Два популярных метода для мониторинга частичного разряда — анализ растворенного газа и он-лайн тестирование частичного разряда.
Защита трансформаторов также является популярной темой как в промышленности, так и в академическом сообществе. Для низкочастотных трансформаторов установлено несколько защитных реле.Унаследованные схемы защиты включают, помимо прочего, защиту от сверхтоков, дифференциальную защиту, защиту от напряжения на герц, тепловую защиту и т. Д. (IEEE, 2004, 2008, 2019b). Также рассматриваются некоторые другие многообещающие схемы защиты, но необходимы дальнейшие испытания и проверки. Учитывая потребность в интеграции ВИЭ в системы распределения и постоянный прогресс в технологии силовой электроники, SST рассматриваются как многообещающие варианты взаимодействия между ВИЭ и энергосистемой.Что касается защиты SST, в этой статье эти схемы защиты делятся на две категории: (1) с помощью обычных защитных устройств (таких как предохранители / прерыватели, ограничители перенапряжения и т. Д.) И (2) с помощью силовой электроники. защитные устройства на основе. Остальная часть этой статьи организована следующим образом. Раздел «Мониторинг низкочастотных трансформаторов» знакомит с существующими подходами к мониторингу низкочастотных трансформаторов. В разделе «Защита низкочастотных трансформаторов» описаны существующие методы защиты низкочастотных трансформаторов.В разделе «Защита твердотельных трансформаторов» представлены возможные решения для защиты SST, а в разделе «Резюме» приводится краткое изложение всей статьи.
Контроль низкочастотных трансформаторов
Подходы к мониторингу обычного низкочастотного силового трансформатора можно разделить на две категории: автономный мониторинг и оперативный мониторинг. Автономный мониторинг обеспечивает полную свободу при проверке состояния. Однако для этого требуется, чтобы трансформатор был полностью отключен от сети.В последние годы технология онлайн-мониторинга вызывает все большее беспокойство, поскольку нецелесообразно часто отключать трансформатор. В этом разделе рассматривается технология автономного и оперативного мониторинга обычного трансформатора.
Мониторинг в автономном режиме
Автономный мониторинг трансформатора — это отработанная технология. Двумя наиболее популярными методами являются: (1) анализ частотной характеристики (FRA) и (2) анализ импеданса короткого замыкания. В этом подразделе подробно представлена настоящая технология этих двух методов.
Анализ частотной характеристики
Анализ частотной характеристики — это метод, который используется для диагностики состояния или, что более важно, изменения механического состояния трансформатора путем анализа частотной характеристики обмотки трансформатора. Измерение FRA предоставляет диагностическую информацию в форме передаточной функции, относящуюся к RLC-сети тестируемого трансформатора. Физические изменения в трансформаторе изменяют сеть RLC и, в свою очередь, могут изменить передаточную функцию.Поведение передаточной функции может выявить широкий спектр механических или электрических изменений в испытуемом трансформаторе. Передаточная функция вычисляется как частное приложенного входного сигнала X (ω) и его отклика Y (ω) в частотной области, где X (ω) и Y (ω) определяются как преобразование Фурье приложенного низковольтного импульса x ( t ) и его ответного сигнала y ( t ) (Leibfried and Feser, 1999).Поэтому некоторые исследователи также называют его импульсным тестом низкого напряжения (LVI) (Vaessen and Hanique, 1992; Wang et al., 1999). Тип испытания FRA включает испытание на обрыв цепи, испытание на короткое замыкание, испытание емкостного соединения между обмотками, испытание индуктивным соединением между обмотками и т. Д. Первоначальные измерения FRA рассматриваются как измерения «отпечатка пальца». Базовые измерения на заводе, более ранние даты на подстанции или перед испытанием на короткое замыкание можно рассматривать как измерения «отпечатков пальцев» (Leibfried and Feser, 1996; Secue and Mombello, 2008; IEEE, 2013b).
Было приложено много усилий для улучшения оценки результатов FRA и изучения влияния различных измененных компонентов на результаты FRA. Например, трансформатор с изогнутой обмоткой высокого напряжения используется в качестве примера для проверки эффективности FRA в Bagheri et al. (2012b). В Hashemnia et al. (2015a, b) авторы моделируют влияние осевого смещения трансформатора и радиальной деформации обмотки на эквивалентную электрическую схему трансформатора и диагностируют такое воздействие с помощью FRA.Авторы Rahimpour et al. (2003) подробно смоделировали осевое смещение и радиальную деформацию обмоток, используя математические описания в частотной области. Экспериментальные измерения показывают хорошее согласие с результатами расчетов. Авторы в Abeywickrama et al. (2006) далее построили модель, основанную на подходе с сосредоточенными параметрами цепи, с целью учета частотно-зависимых параметров обмоток, сердечника и изоляции. В Christian and Feser (2004) авторы обсуждают практическую применимость трех типов сравнения, основанных на измеренных передаточных функциях (тест FRA): сравнение на основе времени, на основе построения и сравнение на основе типа.В методе, основанном на времени, для сравнения используются результаты прошлых испытаний. Поскольку измерения отпечатков пальцев с прежних времен иногда недоступны, метод на основе конструкции и метод на основе типа — две альтернативы. Метод, основанный на конструкции, сравнивает передаточные функции от разных фаз или разных ветвей одного и того же трансформатора. Однако на его результаты влияет тип конструкции и тип соединения обмоток этого трансформатора. Метод на основе типов просто сравнивает результаты FRA двух идентично сконструированных преобразователей, т.е.е., характеристики обоих трансформаторов должны быть одинаковыми. Хотя метод, основанный на построении, имеет некоторые ограничения, каждый из этих методов сравнения подходит для оценки передаточной функции. Среди этих методов сравнения наиболее часто используемым и наиболее точным является сравнение по времени.
Для оценки результатов FRA предлагаются некоторые показатели производительности. Согласно обзору литературы, при оценке в основном используются три показателя эффективности: коэффициент корреляции, стандартное отклонение и относительный коэффициент (Wimmer et al., 2007; Kraetge et al., 2008; Nirgude et al., 2008; Багери и др., 2013). Коэффициент корреляции ( CC ) определяется как:
CC (X, Y) = ∑i = 1NXiYi∑i = 1N (Xi2) ∑i = 1N (Yi2) (1)
, где X i и Y i — это i -й элемент отпечатка пальца и измеренных следов FRA, соответственно, а N — количество элементов (или выборок). CC — число, абсолютное значение которого находится в диапазоне от 0 до 1.| CC | <0,9998 указывает на деформацию обмотки.
Стандартное отклонение ( SD ) определяется как:
SD (X, Y) = ∑i = 1N (Yi-Xi) 2N-1 (2)
, где X i и Y i и N такие же, как те, которые определены в коэффициенте корреляции, SD > 1 указывает на деформацию намотки. CC и SD критерии приняты между полосой частот 20–2 МГц.
Относительный коэффициент ( R XY ) определяется как:
RXY = {10, 1-PXY <10-10-log10 (1-PXY), в противном случае (3)
, где P XY задается по:
PXY = 1N∑i = 1N (Xi-1N∑i = 1NXi) 2 (Yi-1N∑i = 1NYi) 2DXDY (4)
И D x и D Y задаются по формуле:
DX = 1N∑i = 1N (Xi-1N∑i = 1NXi) 2 и (5)
DY = 1N∑i = 1N (Yi-1N∑i = 1NYi) 2 (6)
D X и D Y — это, соответственно, стандартные отклонения отпечатка пальца ( X i ) и измеренных данных ( Y
i 910).Уровни деформации и соответствующие значения R XY на низких, средних и высоких частотах показаны в таблице 1 (Wimmer et al., 2007; Kraetge et al., 2008; Bagheri et al., 2013). .Анализ импеданса короткого замыкания
Полное сопротивление короткого замыкания (% Z) силовых трансформаторов иногда измеряется на месте, и его можно сравнить со значениями, указанными на паспортной табличке или значениями заводских испытаний. Он используется для обнаружения движения обмотки, которое могло произойти после заводских испытаний.Движение обмотки обычно происходит из-за сильного тока короткого замыкания или механических повреждений во время транспортировки или установки. Измерения обычно выполняются на одной фазе за раз. Изменения более чем на ± 3% импеданса короткого замыкания следует считать значительными (Bagheri et al., 2012a, 2013; IEEE, 2013a).
Удобным методом измерения полного сопротивления короткого замыкания трансформатора является метод вольтметра-амперметра. Этот метод применим для тестирования однофазных или трехфазных трансформаторов.Источник питания используется для пропускания тока через импеданс. Ток и напряжение на импедансе измеряются одновременно. Тогда импеданс определяется отношением измеренного напряжения и тока (IEEE, 2013a).
На рисунке 1 показан типовой сердечник трансформатора с концентрической обмоткой. Обмотка низкого напряжения (вторичная обмотка) размещена рядом с сердечником, в то время как она окружена обмоткой высокого напряжения (первичной обмоткой). Первичная обмотка окрашена в голубой цвет, а вторичная обмотка — в красный.Некоторые параметры этих обмоток также показаны на рисунке 1, и они описаны ниже. Физически импеданс короткого замыкания определяется как (Bagheri et al., 2012a, b, 2013):
Рисунок 1. Типовой сердечник трансформатора и его обмотки.
Zs = Rs2 + Xs2 (7)
Rs = PsS × 100 (8)
Xs = 0,2976Scxdx2 (В / Н) 2hNclKR (f60) (9)
где d x = d c + ( w p -w s ) / 3, c
6 d ps + ( w p + w s ) / 3, w p и w2 ширина 916 первичной и вторичной обмоток (на рисунке не показаны) соответственно, P s — потери при коротком замыкании (кВт), S — полная мощность (кВА), N cl — количество ветвей сердечника трансформатора, окруженных первичной и вторичной обмотками, K R — это коэффициент Роговского, и в большинстве случаев ему обычно присваивается 1 (Doebbelin and Lindemann, 2010). с подробным кал расчет в Jabloński и Napieralska-Juszczak (2007), f — базовая частота, h = ( h p + h s ) / h p и h s — высота первичной и вторичной обмоток соответственно, В / N обозначает напряжение на виток обмотки.Очевидно, импеданс короткого замыкания Z s является функцией таких геометрических факторов, как d c , w p , w s, w s и т. д. Поскольку деформация обмотки приводит к изменениям этих факторов, отклонение между значением Z s от результатов испытания импеданса короткого замыкания и отпечатками пальцев может показать состояние исправности обмотки трансформатора.Мониторинг в режиме онлайн
Поскольку нецелесообразно часто отключать трансформаторы и выполнять мониторинг состояния в автономном режиме, методы мониторинга в режиме онлайн предоставляют многообещающие решения для мониторинга низкочастотных силовых трансформаторов. В этом подразделе рассматриваются методы оперативного мониторинга силовых трансформаторов низкой частоты.
Анализ импеданса короткого замыкания
В оперативном методе импеданса короткого замыкания используются измерения напряжения и тока на клеммах трансформатора для вычисления его полного сопротивления короткого замыкания.Мониторинг индуктивности рассеяния трансформатора с использованием измерений в два разных момента времени исследуется Peng et al. (2006) и Hao et al. (2010). Hu et al. (2011) дополнительно усовершенствовали метод расчета импеданса (сопротивления и реактивного сопротивления) короткого замыкания трансформатора. В работе Abu-Siada and Islam (2012) авторы строят диаграмму годографа ΔV-I, чтобы обеспечить текущее состояние трансформатора, используя мгновенные измерения напряжения с двух выводов трансформатора и измерения тока с первичной стороны трансформатора.Masoum et al. (2014) дополнительно исследуют этот метод, рассматривая гармоники, типы внутренних неисправностей, уровни неисправностей и т. Д., И проверяют этот метод путем моделирования и экспериментальных исследований. В Hong et al. (2017) авторы собирают последовательные образцы мгновенного измерения напряжения и тока с клемм трансформатора и вычисляют сопротивление его обмотки и реактивное сопротивление утечки.
Краткое введение в традиционный метод измерения импеданса короткого замыкания на основе векторов показано ниже.В оперативном методе импеданса короткого замыкания используются измерения в два разных момента времени для вычисления полного сопротивления короткого замыкания трансформатора. Выражение для двухпортовой сети как модели трансформатора можно описать следующим образом (Bagheri et al., 2012a):
(V1V2) = (Z11Z12Z21Z22) (I1I2) (10)
, где V 1 , V 2 — напряжения на двух портах, I 1 и I 2 — токи на двух портах.Если присвоить В 2 = 0, полное сопротивление короткого замыкания Z sc выражается как:
Zsc = Z11-Z12Z21Z22 (11)
Z 11 , Z 12 , Z 21 , Z 22 можно вычислить, используя измерения в два разных времени, т. Е. Имеем:
{V1, t1 = Z11I1, t1 + Z12I2, t1V2, t1 = Z21I1, t1 + Z22I2, t1 (12)
{V1, t2 = Z11I1, t2 + Z12I2, t2V2, t2 = Z21I1, t2 + Z22I2, t2 (13)
, где t 1 и t 2 обозначают два разных времени. Z 11 , Z 12 , Z 21 , Z 22 вычисляются из уравнений (12) и (13), а Z sc равно вычислено.
Метод передаточной функции
Как показано на рисунке 2, поскольку большинство трансформаторов имеют емкостные вводы, отвод трансформаторного ввода (сторона высокого напряжения) подходит для подачи сигнала низкого напряжения в качестве входной точки во время измерения передаточной функции в режиме онлайн (Setayeshmehr et al., 2006, 2009; Багери и др., 2012а; Hashemnia et al., 2016). На рисунке 2 изображен типичный трансформатор с отводом проходного изолятора. Емкость между отводом изолятора и шпилькой отвода напряжения составляет C 1 , а емкость между отводом изолятора и заземленным фланцем — C 2 . Этот ответвитель обеспечивает пониженное напряжение на клеммах из-за емкостного делителя ввода (отношение C 1 к C 2 обычно составляет от 1/10 до 1/30). Поскольку значение емкости ввода остается относительно постоянным в широком диапазоне частот, фактическая сигнатура трансформатора не будет искажена или замаскирована из-за собственной частотной характеристики ввода (De Rybel et al., 2009).
Рисунок 2. Трансформатор с отводом.
Метод он-лайн передаточной функции работает следующим образом. Во время тестирования закорачивающая заглушка заменяется индуктором, чтобы сформировать фильтр нижних частот, как показано на рисунке 2. Тестовые сигналы в диапазоне от 200 кГц до 2,5 МГц вводятся в ответвитель (De Rybel et al., 2009). Для трансформатора со звездообразным соединением функция передачи измеряется путем подачи сигнала в отвод фазного ввода, а отклик регистрируется через отвод нейтрального изолятора.Для трансформатора с подключением по схеме треугольник отклик измеряется между двумя фазами (Bagheri et al., 2012a).
Анализ растворенного газа
Анализ растворенного газа (DGA) — это метод выявления аномальных условий, таких как частичный разряд, перегрев, искрение в масляном трансформаторе, поскольку небольшое количество изоляционного масла в этих аномальных условиях будет разлагаться и генерировать различные типы газ и другие химические соединения (Wang et al., 2002). Эти продукты разложения, большинство из которых являются газами, полностью или частично растворяются в масле, что может быть обнаружено с помощью DGA (Duval, 1989).Образующиеся газы можно разделить на три группы: (1) водород и углеводороды, включая водород (H 2 ), метан (CH 4 ), этилен (C 2 H 4 ), этан (C 2 H 6 ), ацетилен (C 2 H 2 ) и т. Д., (2) оксиды углерода, включая монооксид углерода (CO) и диоксид углерода (CO 2 ), и (3) исправные газы, включая кислород (O 2 ), азот (N 2 ) и др. (Hooshmand et al., 2012).Различные комбинации, соотношения, концентрации указывают на разные типы аномальных состояний (Singh and Bandyopadhyay, 2010). Общие схемы DGA включают метод ключевого газа, метод отношения Дорненбурга, метод отношения Роджерса, метод номограммы, метод отношения IEC, метод треугольника Дюваля и метод CIGRE (Duval, 2003; IEEE, 2009; Sun et al., 2012).
Обычные методы DGA просты по логике. Однако разные методы могут получить разные или противоречивые интерпретации. В результате были предприняты некоторые усилия по оптимизации диагностических методов.Ли и др. (2011) используют многоступенчатую логику для DGA. Результаты показывают превосходные характеристики по сравнению с методом треугольника Дюваля. Якоб и др. (2012) предлагают анализатор артериального давления, взвешенный по энергии, для оценки серьезности неисправностей трансформатора путем присвоения разного веса концентрациям различных газов. Кроме того, были проведены некоторые исследования с применением нечеткой логики и искусственного интеллекта для повышения точности интерпретации DGA. Например, Qian et al. (2009) предлагают подход к синтетической диагностике, включающий нейронную сеть и нечеткую теорию для анализа данных DGA.Ghoneim et al. (2016) применяют искусственные нейронные сети (ИНС) в DGA для улучшения диагностики неисправностей. Хан и др. (2015) сравнивают производительность между DGA на основе нечеткой логики и адаптивной системой нейро-нечеткого вывода (гибридное правило обучения, полученное из ИНС и нечеткой логики), и лучшие результаты получаются при использовании последнего метода. Wani et al. (2017) объединяют метод треугольника Дюваля и метод соотношения МЭК вместе и применяют нечеткую логику с концепцией взвешивания энергии для оценки типа и серьезности неисправности.Wani et al. (2019) дополнительно интегрируют метод отношения Роджерса и предлагают матрицу интерпретации разломов, которая решает проблему противоречивых решений, принимаемых разными методами.
Тестирование частичного разряда в режиме онлайн
При частичном разряде генерируются импульсы тока малой амплитуды (в миллиамперном диапазоне) и короткой длительности (в микросекундном диапазоне или даже ниже) (IEEE, 2013a). На основе этих двух характеристик разработаны два широко используемых метода обнаружения частичного разряда: (1) обнаружение акустических сигналов и (2) измерение электрических величин, генерируемых частичным разрядом (Wang et al., 2002). Для первого метода требуется установить несколько (три или более) пьезоэлектрических ультразвуковых датчиков на баке трансформатора, чтобы улавливать импульсы, генерируемые частичным разрядом. Регистрируя время прихода импульса от каждого датчика и разницу во времени прихода импульса между каждым датчиком, можно обнаружить частичный разряд и определить его местоположение (Judd et al., 2005; Ramírez-Niño and Pascacio, 2009). ; IEEE, 2019a). Sinaga et al. (2012) описывают и сравнивают три способа определения разницы во времени прихода импульсов от разных датчиков.В частности, разница во времени прихода импульсов может быть определена (1) разницей во времени первого пика от разных датчиков, (2) анализом взаимной корреляции между сигналами от разных датчиков и (3) изучением совокупной энергии сигналы. Результаты показывают, что самая высокая точность достигается при первом способе определения времени прихода сигнала.
Второй метод заключается в измерении электрических величин, генерируемых частичным разрядом, с помощью детектора частичного разряда.Основная идея состоит в том, чтобы обнаружить высокочастотные помехи с малой амплитудой в форме волны приложенного напряжения и тока путем измерения приложенной формы волны (Wang et al., 2002). Сигналы частичных электрических разрядов обычно измеряются от отвода проходного изолятора. Согласно IEEE (2010), требуются три основных компонента схемы: (1) блок связи, который улавливает сигналы частичного разряда с выводов контролируемого трансформатора, (2) измерительный прибор, который обрабатывает захваченные сигналы частичного разряда и оценивает кажущийся уровень заряда и (3) соответствующие выводы высокого и низкого напряжения и измерительные кабели.Пример схемы измерения частичных разрядов изображен на рисунке 3, где показаны блок связи (измерение импеданса), измерительный прибор и измерительные кабели. Блок связи, обычно содержащий измерительный импеданс и разделительный конденсатор, служит фильтром верхних частот, который отфильтровывает низкочастотные тестовые сигналы и передает высокочастотные сигналы частичных разрядов на прибор для измерения частичных разрядов через кабель (IEEE , 2013а). Обратите внимание, что если измерительная цепь подключена к емкостному вводу, как показано на рисунке 3, емкость C 1 (показанная на рисунке 3) может заменить конденсатор связи в блоке связи (т.е.е., в блоке связи не требуется конденсатор связи).
Рисунок 3. Пример схемы измерения частичных разрядов.
Другие методы
Метод вибрацииМониторинг вибрации представлен как метод онлайн-мониторинга García et al. (2005c). Исследования показывают, что вибрация бака трансформатора зависит от квадрата напряжения и квадрата тока. Основная гармоника вибрации составляет 100 Гц, а если базовая частота равна 50 Гц, кратны ей (García et al., 2005а, б). Пример в García et al. (2005b) тестирует метод вибрации на исправном трансформаторе и трансформаторе с деформированной обмоткой, и между этими двумя трансформаторами фиксируются заметные различия гармоник. Поэтому метод вибрации считается одним из методов оперативного контроля, особенно для контроля деформации обмотки трансформатора. Однако, поскольку метод вибрации основан на математической модели, учитывающей критические параметры трансформатора, на характеристики метода вибрации также могут влиять некоторые другие внешние факторы.Кроме того, поскольку любая часть / аксессуар трансформатора может вносить вклад в гармоники вибрации, а на испытание на вибрацию также может влиять динамика трансформатора от сети, интерпретация результатов испытания на вибрацию затруднена (Bagheri et al. , 2012а).
Метод текущего коэффициента деформацииЭтот метод накладывает синусоидальное напряжение высокой частоты на напряжение промышленной частоты на контролируемой обмотке. В отличие от метода передаточной функции, высокочастотные составляющие токов на конце линии и нейтрали контролируемой обмотки измеряются с помощью изолированных прецизионных датчиков тока и техники цифровой фильтрации.Обратите внимание: поскольку наложенное высокочастотное напряжение поддерживается постоянным, измерения по отпечатку пальца сначала производятся, когда обмотка исправна. Коэффициент отклонения по току ( CDC ), полученный на основе измерений, используется как эффективный индикатор деформации. CDC рассчитывается следующим образом:
CDC = log10 (I1H-I1H′I2H-I2H ′) (14)
, где I 1H и I 2H — это значения отпечатков пальцев измеренных оконечных токов (линейный и нейтральный) на выбранной высокой частоте, а I1H ‘и I2H’ — терминальные токи значения после деформации (Joshi, Kulkarni, 2010).
Метод связиМетод связи (Akhavanhejazi et al., 2011) применяется для обнаружения осевого смещения обмотки трансформатора на основе параметров рассеяния. Антенна, размещенная внутри или снаружи резервуара, работает как в режиме передачи, так и в режиме приема. Отраженная волна изнутри трансформатора принимается антенной, и параметр рассеяния вычисляется как: S = Prec / Pin, где P rec — мощность приема антенны, а P в — мощность передачи.Затем измеренный параметр рассеяния сравнивается с отпечатком пальца (эталонный параметр рассеяния) для обнаружения осевого смещения обмотки.
Защита трансформаторов низкой частоты
Преобладающие схемы защиты, применяемые в промышленности для защиты низкочастотных трансформаторов, включают, помимо прочего, защиту от сверхтоков, дифференциальную защиту, защиту вольт на герц, тепловую защиту и т. Д. Эти схемы защиты требуют большого количества настроек и им нужно согласовывать друг с другом.Все эти схемы защиты составляют полную схему защиты трансформатора. В этом разделе сначала представлены эти наиболее распространенные в отрасли схемы защиты, а затем следуют некоторые другие перспективные схемы защиты, находящиеся в стадии разработки.
Защита от перегрузки по току
Защита трансформатора от сверхтока использует предохранители, реле максимального тока или направленные реле максимального тока для реализации своей схемы защиты. Конкретная схема защиты от сверхтоков зависит от устройств прерывания (т.(например, автоматические выключатели, предохранители и т. д.), что позволяет отключать защищаемый трансформатор от сети. Время отклика реле максимального тока выражается аналитическими уравнениями (IEEE, 2019b):
t (I) = AMp-1 + B (15)
, где M — кратное срабатыванию тока срабатывания (I вход / I срабатывание , I pichup — уставка тока реле), A , B , p — константы, выбранные для обеспечения выбранных характеристик кривой аналитического уравнения.Защита от сверхтока — это простая схема защиты. Однако он способен обнаруживать только некоторые существенные неисправности, вызывающие высокие токи. В результате он не может обнаруживать неисправности, вызывающие относительно небольшие изменения токов, такие как межвитковые замыкания. Кроме того, он может неправильно работать во время подачи питания на трансформатор, поскольку в этом состоянии возникают пусковые токи большой величины.
Дифференциальная защита
Дифференциальная защита — это наиболее широко применяемая схема защиты низкочастотных трансформаторов, которая способна обнаруживать внутренние неисправности, такие как короткое замыкание между обмотками.Типичная дифференциальная защита однофазного трансформатора показана на рисунке 4, где два трансформатора тока (ТТ) установлены на двух выводах защищаемого трансформатора. Дифференциальное реле обрабатывает данные от трансформаторов тока и выполняет логику защиты. Учитывая, что коэффициент трансформации трансформатора составляет Н, 1 : Н 2 , отношения двух трансформаторов тока должны быть 1: Н 1 и 1: Н 2 , а токи от двух клеммы как I 1 и I 2 .Основная идея дифференциальной защиты заключается в применении закона Кирхгофа по току и вычислении суммы токов ( N 1 I 1 — N 2 I 2 ), текущих в трансформатор с двух выводов. Поскольку соотношение между токами от двух клемм примерно равно коэффициенту трансформации трансформатора, сумма токов имеет очень низкое значение во время нормальной работы, в то время как оно будет высоким при возникновении внутренней неисправности.Это используется как индикатор внутренней неисправности трансформатора. Однако из-за переменных ответвлений в трансформаторе и приборных ошибок сумма токов в практических случаях не строго равна нулю. Для решения этой проблемы разработаны процентные дифференциальные реле. Реле этого типа добавляют сдерживающую величину I R , а логика отключения изменяется как (IEEE, 2008):
Рисунок 4. Типовая дифференциальная релейная защита для однофазного трансформатора.
Io> ИК (16)
где I o = N 1 I 1 -N 2 I 2 . Для представления I R используются разные альтернативы, одна из них: I R = k | N 1 I 1 + N 2 I 2 |, где k — постоянная.
Дополнительные ограничения, такие как ограничение гармоник, добавляются к дифференциальной защите, чтобы избежать нежелательного отключения из-за пусковых токов, когда трансформатор находится под напряжением. Типичная логика отключения (IEEE, 2008):
| Io |> s | IR | + k2 | Ih3 | + k3 | Ih4 | + ⋯ (17)
, где I h 2 , I h 3 ,… вторая, третья и высшая гармонические составляющие рабочего тока, k 2 , k 3 ,… — константы пропорциональности, s — наклон дифференциальной характеристики в процентах.Метод ограничения второй гармоники, который проверяет, превышает ли соотношение между составляющей второй гармоники и рабочим током заданное значение, является наиболее распространенным (Hamilton, 2013), и он разработан на основе исследований, показывающих второй -гармоническая составляющая в пусковом токе намного выше, чем при токе короткого замыкания (Fan et al., 2015). Дифференциальная защита обратной последовательности — это еще один вид дифференциальной защиты, которая защищает от межвитковых замыканий (Kasztenny et al., 2015), поскольку обычная дифференциальная защита не способна обнаруживать такие повреждения.
Вольт на Герц Защита
Низкочастотные трансформаторы предназначены для работы вблизи точки насыщения сердечника при нормальной работе. Поскольку магнитный поток пропорционален напряжению и обратно пропорционален частоте (Guzman et al., 2001), любые ситуации, влияющие на напряжение и частоту трансформатора, такие как увеличение напряжения, уменьшение частоты, увеличение отношения напряжения к частоте, приводят к насыщающемуся сердечнику, который выделяет чрезмерное тепло и приводит к повышению температуры трансформатора и, в конечном итоге, к отказу трансформатора.Перевозбуждение, основная ситуация для этой схемы защиты, может повредить трансформатор без какого-либо вмешательства. В частности, перевозбуждение приводит к чрезмерному потоку в сердечнике из-за насыщаемого сердечника, что приводит к горению железа. Кроме того, когда нормальный путь магнитного железа насыщается, поток начинает течь через пути утечки, которые не предназначены для его переноса, и вызывает повреждение (Mozina, 2011). Типичное реле вольт на герц имеет обратную характеристику, аналогичную характеристической кривой реле максимального тока (IEEE, 2004).Поскольку эта схема защиты предназначена в основном для ситуаций перевозбуждения, она ограничена в условиях недостаточного возбуждения. Видимо, для согласования этой схемы защиты требуются дополнительные схемы защиты.
Тепловая защита
Трансформаторы могут перегреваться из-за высоких температур окружающей среды, неисправности системы охлаждения, несвоевременного устранения внешней неисправности, перегрузки, аномальных состояний системы, таких как низкая частота, высокое напряжение, несинусоидальный ток нагрузки, дисбаланс векторных напряжений и т. Д.(IEEE, 2008). Перегрев снижает срок службы изоляции трансформатора, а также может выделять пузырьки газа, которые снижают электрическую прочность масла. В настоящее время доступно несколько методов контроля трансформаторов для защиты от тепловой перегрузки и отказа. Некоторые часто используемые устройства: масляные и встроенные датчики температуры, датчики перегрева жидкости, датчики перегрева обмоток, реле накопления газа и т. Д. (Swift et al., 2001). Тепловая защита также проста, но она может сработать слишком поздно, поскольку требует возникновения условия перегрева.
Защита с помощью связи
Благодаря усовершенствованным протоколам связи (IEC 61850) и системам сбора данных с высокой частотой дискретизации, таким как объединяющие блоки, также развивается защита трансформатора с помощью связи. Объединяющие устройства собирают данные от CT / PT (трансформатора напряжения) и передают данные о дискретных значениях с высокой частотой дискретизации, синхронизированные с GPS, через сеть Ethernet через IEC 61850-9-2 (Aftab et al., 2020). Введение таких систем сбора данных отделяет часть обработки данных от традиционных реле, и, как следствие, предоставляется больше свободы для анализа собранных данных.Ingram et al. (2013) испытать и подтвердить дифференциальную защиту трансформатора с объединяющими устройствами и протоколом IEC 61850. Gaouda et al. (2016) тестируют объединяющие устройства, обменивающиеся данными с системой SCADA по каналам Ethernet и WiFi-5 ГГц. Кроме того, авторы в этой статье также демонстрируют, что объединяющиеся блоки также могут работать автономно и сообщать об ограниченных функциях ситуационной осведомленности с данными с высокой частотой дискретизации. Другие методы связи, которые помогают контролировать и защищать трансформаторы, также представлены в литературе.Например, авторы Duong et al. (2019) представляют систему управления данными счетчиков, которая собирает рабочие параметры распределительных трансформаторов от IED через модем 3G.
Другие схемы защиты
Защита на основе вейвлетов
Схема дифференциальной защиты на основе вейвлетов — один из перспективных вариантов защиты силовых трансформаторов. Вейвлет-разложение разбивает энергию сигналов как на время, так и на частоту, что позволяет получить более полное и эффективное описание каждого сигнала.Выбирая хороший материнский вейвлет, этот метод подчеркивает разницу между токами короткого замыкания и пусковыми токами, поскольку их распределение энергии по времени и частоте отличается (Gomez-Morante and Nicoletti, 1999). Салех и Рахман (2005) предлагают преобразование вейвлет-пакета с двухуровневым разрешением, которое извлекает определенные особенности дифференциальных токов, чтобы различать броски тока намагничивания и различные токи внутреннего замыкания. Медейрос и Коста (2017) дополнительно добавляют модули обнаружения внешних неисправностей и насыщения ТТ в свои схемы защиты на основе вейвлетов, чтобы блокировать отключение во время внешних неисправностей, но отключать защищаемый трансформатор во время внутренних неисправностей или поперечных неисправностей (внешняя неисправность, близкая к защищаемой. трансформатор, после которого произошла внутренняя неисправность).Однако производительность методов на основе вейвлетов зависит от выбора исходных вейвлетов, и в целом эти методы требуют гораздо большего развития, чтобы понять их эффективность в защите трансформаторов.
Защита на основе динамической оценки состояния
Защита на основе оценки динамического состоянияиспользует все доступные измерения и учитывает полную динамику трансформатора, проверяя, согласуются ли эти избыточные измерения с динамической моделью защищаемого трансформатора.Датчики измерения с высокой частотой дискретизации (например, блок слияния и т. Д.) Используются для регистрации полной динамики в защищаемом трансформаторе в этой схеме защиты. Fan et al. (2015) и Meliopoulos et al. (2016) применяют метод динамической оценки состояния (Liu et al., 2020) для защиты трансформатора и сравнивают характеристики этого метода с другими традиционными схемами защиты. Их результаты показывают, что этот метод может предотвратить неправильные операции, вызванные гармониками и пусковыми токами, когда трансформатор находится под напряжением.В Vasios et al. (2019) трансформатор с насыщаемым сердечником дополнительно исследуется, чтобы продемонстрировать эффективность предложенной схемы защиты на основе динамической оценки состояния. Результаты Vasios et al. (2019) указывают, что предлагаемая схема защиты способна игнорировать внешние сбои и выявлять внутренние сбои. Кроме того, в этой статье также тестируется межстрановой отказ, и защита на основе динамической оценки состояния не срабатывает при внешнем отказе, сохраняя при этом свою способность обнаруживать любые внутренние отказы, которые могут произойти.Xie et al. (2019) исследует применение оценки динамического состояния для защиты блока, то есть зоны защиты, содержащей несколько устройств. В качестве примера демонстрируется трансформаторно-кабельный блок. Алгоритм защиты, описанный в этой статье, может не только обнаруживать внутренние неисправности и игнорировать внешние неисправности, но также определять неисправный компонент в защищаемом блоке. Однако для этого метода требуется высокоточная модель защищаемого трансформатора. Для подтверждения его эффективности необходимы дополнительные экспериментальные испытания.
Защита на основе искусственного интеллекта
Методы, основанные на искусственном интеллекте, такие как ИНС, также используются для защиты трансформаторов. ИНС — это математическая модель, основанная на архитектуре и функциональности биологических нейронных сетей. Строительным элементом ИНС является нейрон. ИНС формируется путем организации ряда нейронов в несколько слоев. Например, адаптивное дифференциальное реле на основе ИНС предлагается в Ahmad et al. (2019). ИНС обучена адаптировать ситуацию включения, чтобы предлагаемое реле не сработало во время подачи питания.Афрасиаби и др. (2019) интегрировали ускоренную сверточную нейронную сеть в дифференциальную защиту трансформатора, которая отличает внутренние неисправности от состояния под напряжением. Багери и др. (2017) используют технику вейвлет-преобразования для извлечения признаков из данных дифференциального тока, а затем обучают классификаторы дерева решений и ИНС с помощью этих извлеченных данных признаков. Предлагаемый алгоритм направлен на классификацию механических дефектов обмоток, электрических неисправностей и пусковых токов с хорошей точностью.Однако методы, основанные на искусственном интеллекте, обычно требуют большого набора данных для обучения. И такой набор данных может не охватывать все случаи защиты трансформаторов. В общем, необходимы дополнительные экспериментальные или полевые испытания, чтобы доказать эффективность этого типа метода.
Защита твердотельных трансформаторов
Концепция SST обсуждалась с 1970-х годов (Brooks, 1980). Наряду с потребностью интеграции возобновляемых источников энергии в системы распределения и постоянным развитием технологий силовой электроники, SST рассматриваются как многообещающие варианты взаимодействия между различными уровнями напряжения, обычно между уровнями среднего и низкого напряжения в энергосистемах.Как показано на рисунке 5, SST состоит из преобразователя переменного тока в постоянный, преобразователя постоянного в переменный и двойного активного моста постоянного тока, содержащего высокочастотный трансформатор. SST преобразует напряжения между низкочастотными интерфейсами через этот высокочастотный трансформатор, и в результате его объем и вес значительно уменьшаются (She et al., 2013; Huang, 2016). Поскольку энергосистемы постоянно подвержены возмущениям, необходимо изучить методы защиты SST. В этом разделе рассматриваются традиционные технологии и технологии на основе силовой электроники для защиты SST.
Рисунок 5. Топология твердотельного трансформатора.
С помощью обычных защитных устройств
В этом подразделе представлена защита SST с использованием обычных защитных устройств, таких как прерыватели, предохранители, металлооксидные ограничители перенапряжения и т. Д.
Защита от перегрузки по току
Для SST типичные максимально допустимые коэффициенты перегрузки по току находятся в диапазоне 1,5 × в течение нескольких минут и 4 × в течение нескольких миллисекунд. Из-за таких характеристик комбинации предохранители / выключатели используются на обеих сторонах SST для прерывания фазных токов (Madhusoodhanan et al., 2013; Guillod et al., 2016). Поскольку SST имеет ограниченную способность к перегрузке по току (Carr et al., 2013; Madhusoodhanan et al., 2013), требуются выключатели на стороне среднего напряжения (первичная сторона) для отключения SST после короткого замыкания на стороне среднего напряжения или внутреннего отказа. Предохранители выступают в качестве последней резервной копии защиты (Guillod et al., 2016). Одним из очевидных недостатков защиты плавкими предохранителями является то, что это одноразовая защита от сверхтока. В Karady and Liu (2010) авторы утверждают, что внутренние датчики в SST могут отключать преобразователь, удаляя сигналы затвора в случае внутренней неисправности (перегрузки по току).Типичный порог защиты от сверхтока в 1,8–2 раза превышает номинальный ток.
Защита от перенапряжения
Для защиты от перенапряжения могут быть установлены металлооксидные разрядники для защиты от перенапряжения как на стороне среднего, так и на стороне низкого напряжения. Металлооксидные ограничители перенапряжения могут отводить большие перенапряжения в линии на землю по низкоомному пути (Madhusoodhanan et al., 2013). Поскольку SST имеет ограниченную способность к перенапряжению (Carr et al., 2013), разрядники для защиты от перенапряжений также рекомендуется размещать между фазами, чтобы добиться лучшего зажима (Guillod et al., 2016). Обратите внимание, что металлооксидные ограничители перенапряжения представляют собой традиционные методы ограничения перенапряжения, другие передовые устройства для защиты от перенапряжения представлены в разделе «С помощью современных защитных устройств». Кроме того, в некоторой литературе также описывается защита от перенапряжения для напряжения на шине постоянного тока каждого модуля в модульной SST. Защита от перенапряжения может отключать отдельные модули и отправлять сигналы о неисправности в цифровой сигнальный процессор для отключения на уровне системы (Lai et al., 2017). Anurag et al. (2018) представили плату защиты и генерации мертвого времени для защиты от перенапряжения или перегрузки по току. Эта схема защиты понижает сигналы ШИМ, как только обнаруживается неисправность. Очевидно, что защиту от перенапряжения следует согласовывать с другими схемами защиты для защиты SST.
Защита от пониженного напряжения
Проект схемы защиты от пониженного напряжения может быть интегрирован в SST. В Karady and Liu (2010) и Tatcho et al. (2012), схема защиты от пониженного напряжения выполняется путем блокировки IGBT в выпрямителе SST, так что SST отключается от сети, когда его первичное напряжение падает ниже порогового значения (например,г, 0,8 о.е.). Защита от пониженного напряжения SST срабатывает при возникновении неисправности в линии, приводящей к падению напряжения. Он также может служить резервной защитой от внутренней неисправности SST. Подобно защите от перенапряжения, эта схема защиты должна быть согласована с другими схемами защиты для защиты SST.
С помощью устройств защиты на базе силовой электроники
В этом подразделе представлена защита SST с использованием защитных устройств на основе силовой электроники, таких как твердотельный прерыватель, твердотельный ограничитель тока и т. Д.(Guillod et al., 2016).
Твердотельный выключатель
Полупроводниковый выключатель, то есть выключатель на основе силовой электроники, является одним из вариантов, который немедленно отключает SST от сети среднего напряжения во время серьезных помех, таких как короткое замыкание. В частности, быстродействующий полупроводниковый переключатель переменного тока, содержащий переключатели IGBT и диоды, устанавливается между предохранителем и выпрямителем переменного тока в постоянный (Meyer et al., 2004; Vodyakho et al., 2011; Madhusoodhanan et al., 2013). Во время нормальной работы затворные сигналы к IGBT имеют высокий уровень, а выключатель «замкнут».Когда происходит повреждение, с помощью датчиков тока, установленных в выключателе, определяется высокий ток повреждения, и сигналы затвора на IGBT переводятся в низкий уровень, чтобы разорвать всю цепь (т. Е. Выключатель «разомкнут»).
Быстродействующие полупроводниковые переключатели также размещаются на положительных и отрицательных клеммах шины постоянного тока с целью защиты преобразователя в случае неисправностей, возникающих на стороне постоянного тока преобразователя переменного тока в постоянный. Эти переключатели размыкают и защищают IGBT-транзисторы и диоды преобразователя от токов короткого замыкания в случае повреждения шины постоянного тока (Madhusoodhanan et al., 2013; Wang et al., 2019). Таким образом, твердотельные выключатели работают как выключатели с более быстрым срабатыванием схемы защиты. Однако у твердотельных прерывателей есть свои недостатки. Например, твердотельные прерыватели имеют более высокие потери энергии и более высокую стоимость. Кроме того, конструкция схемы защиты, включающей твердотельные прерыватели, более сложна.
Твердотельный ограничитель тока
Задача полупроводникового ограничителя тока — снизить ток короткого замыкания за счет увеличения импеданса короткого замыкания во время короткого замыкания.Твердотельный ограничитель тока может быть установлен на уровне среднего напряжения сети и может рассматриваться как электронный переключатель с варистором. При нормальной работе потеря токов, протекающих через переключатель, незначительна. При возникновении неисправности ограничитель тока блокирует переключатель, и токи повреждения проходят через высокий импеданс (варистор). Токи короткого замыкания намного ниже, чем ток короткого замыкания с ограничителем тока (Abramovitz and Smedley, 2012). Некоторые другие ограничители тока подключаются параллельно твердотельному автоматическому выключателю.Например, в Meyer et al. (2004) ограничитель тока состоит из простой индуктивности, емкости или параллельной LC-цепи. При обнаружении короткого замыкания полупроводниковый выключатель немедленно размыкается (<100 микросекунд). Тем временем токи продолжают течь, проходя через твердотельный ограничитель тока, содержащий реактивные элементы. Уровень тока через ограничитель тока выбирается выше, чем номинальный ток этой части сети, но также значительно ниже, чем ток короткого замыкания, так что остальная часть сети не будет испытывать серьезных помех.Поскольку целью полупроводникового ограничителя тока является снижение тока повреждения, необходимы другие схемы защиты для устранения неисправности или изоляции неисправного компонента.
Подавление переходного напряжения
Для ограничения напряжений промежуточного контура можно использовать диоды подавления переходных напряжений (TVS) или тормозные прерыватели постоянного тока. В Guo et al. (2014) предлагается диодный мост, подключаемый как к переменному, так и к постоянному току выпрямителя. При нормальной работе диоды в диодном мосту несут лишь некоторый ток утечки.Во время сбоя из-за перенапряжения TVS-диоды включаются (менее 50 нс) и фиксируют перенапряжение для защиты устройства. Тормозной прерыватель постоянного тока представляет собой простое защитное устройство, которое замыкает промежуточный контур через силовой резистор, когда напряжение постоянного тока превышает фиксированный порог (Schoening et al., 2011; Pannell et al., 2013). Однако, хотя перенапряжение в звене постоянного тока ограничивается этим типом решения, пусковые токи через преобразователи постоянного и переменного тока увеличиваются (Guillod et al., 2016). Подобно твердотельным ограничителям тока, необходимы другие схемы защиты для устранения неисправности или изоляции неисправного компонента.
Сводка
В данной статье рассматриваются современные технологии мониторинга и защиты трансформаторов в динамических энергосистемах. Мониторинг низкочастотных трансформаторов, защита низкочастотных трансформаторов и защита SST рассматриваются в отдельных разделах. В разделе мониторинга низкочастотных трансформаторов, поскольку техника автономного мониторинга достаточно развита, представлены два основных метода автономного мониторинга. Поскольку методы онлайн-мониторинга все еще находятся в стадии разработки, внедряются различные методы онлайн-мониторинга.Методы контроля низкочастотного трансформатора приведены в таблице 2.
Таблица 2. Сводка по мониторингу силовых низкочастотных трансформаторов.
В разделе защиты низкочастотных трансформаторов впервые представлены некоторые распространенные в промышленности схемы защиты (защита от сверхтоков, дифференциальная защита, защита вольт на герц, тепловая защита и т. Д.). Среди этих схем защиты наиболее популярной является дифференциальная защита.Однако каждая из этих схем защиты имеет свои недостатки, описанные в разделе «Защита низкочастотных трансформаторов». Эти схемы защиты также должны согласовываться друг с другом, и требуется большое количество настроек. Усовершенствованные протоколы связи и системы сбора данных с высокой частотой дискретизации предоставляют больше свободы для анализа собранных данных и защиты трансформатора. Кроме того, в этой статье представлены некоторые другие перспективные схемы защиты, которые изучаются.Схемы защиты низкочастотных трансформаторов приведены в таблице 3.
Таблица 3. Краткое изложение защиты силовых трансформаторов низкой частоты.
Поскольку архитектура SST полностью отличается от обычного низкочастотного трансформатора, защита SST рассматривается в отдельном разделе (раздел «Защита твердотельных трансформаторов»). Схемы защиты SST все еще находятся в стадии разработки, и в разделе «Защита твердотельных трансформаторов» схемы защиты делятся на две категории: (1) с помощью традиционных защитных устройств и (2) с помощью силовой электроники. на базе защитных устройств.Схемы защиты в литературе должны согласовываться друг с другом, и они составляют полную схему защиты для SST. Кроме того, для этих защитных устройств на основе силовой электроники также следует учитывать их сложность, более высокие потери энергии и более высокую стоимость. Схемы защиты SST приведены в таблице 4.
Таблица 4. Краткое изложение защиты твердотельных трансформаторов.
Авторские взносы
BX написал первоначальный черновик.DZ и TH обеспечили контроль, рецензирование и редактирование черновика. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.
Финансирование
Эта работа была поддержана Управлением электричества Министерства энергетики США.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Опора от У.S. Министерство энергетики выражает глубокую признательность.
Список литературы
Абейвикрама, К. Н., Сердюк, Ю. В., и Губанский, С. М. (2006). Изучение возможностей определения характеристик изоляции силового трансформатора с помощью анализа частотной характеристики (FRA). IEEE Trans. Power Deliv. 21, 1375–1382.
Google Scholar
Абрамовиц, А., Смедли, М. (2012). Обзор твердотельных ограничителей тока короткого замыкания. IEEE Trans. Power Electron. 27, 2770–2782.DOI: 10.1109 / tpel.2011.2174804
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Абу-Сиада, А., Ислам, С. (2012). Новый онлайн-метод обнаружения неисправностей обмоток силовых трансформаторов. IEEE Trans. Power Deliv. 27, 849–857. DOI: 10.1109 / tpwrd.2011.2180932
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Афрасиаби, С., Афрасиаби, М., Паранг, Б., и Мохаммади, М. (2019). Интеграция ускоренной глубинной нейронной сети в систему дифференциальной защиты силового трансформатора. IEEE Trans. Инд. Информ. 16, 865–876. DOI: 10.1109 / TII.2019.2929744
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Афтаб, М.А., Хуссейн, С.С., Али, И., и Устун, Т.С. (2020). Система автоматизации подстанций на основе МЭК 61850: обзор. Внутр. J. Electr. Power Energy Syst. 120: 106008. DOI: 10.1016 / j.ijepes.2020.106008
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ахмад А., Осман М. Л., Зайнаб К. К. Б. и Хизам Х. (2019). Дифференциальное реле защиты на базе адаптивной ИНС для надежной защиты силового трансформатора при подаче напряжения. IAES Int. J. Artif. Интеллект. 8, 307–316. DOI: 10.11591 / ijai.v8.i4
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ахаванхеджази М., Гарехпетян Г. Б., Фараджи-Дана Р., Моради Г. Р., Мохаммади М. и Алехейни Х. А. (2011). Новый метод оперативного контроля осевого смещения обмотки трансформатора, основанный на измерении параметров рассеяния и дереве решений. Expert Syst. Прил. 38, 8886–8893. DOI: 10.1016 / j.eswa.2011.01.100
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Анураг, А., Ачарья, С., Прабово, Ю., Джакка, В., и Бхаттачарья, С. (2018). «Твердотельный трансформатор (MUSE-SST) на базе вспомогательного оборудования мобильных сетей для межсетевого соединения среднего напряжения с SiC MOSFET 10 кВ поколения 3», в материалах Труды Конгресса и выставки по преобразованию энергии IEEE 2018 (ECCE) , Портленд, Орегон, 450–457 .
Google Scholar
Багери М., Надери М. С. и Блэкберн Т. (2012a). Расширенная диагностика деформации обмотки трансформатора: переход от автономного к оперативному. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 19, 1860–1870. DOI: 10.1109 / tdei.2012.6396941
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Багери М., Надери М. С., Блэкберн Т. и Фунг Т. (2012b). «FRA в сравнении с измерением импеданса короткого замыкания при обнаружении механических дефектов в мощном силовом трансформаторе», в материалах Труды Международного симпозиума IEEE 2012 г. по электрической изоляции , Сан-Хуан, Франция, 301–305.
Google Scholar
Багери, М., Надери, М.С., Блэкберн, Т., и Фунг, Т. (2013). Анализ частотной характеристики и измерение импеданса короткого замыкания при обнаружении деформации обмоток силовых трансформаторов. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 29, 33–40. DOI: 10.1109 / mei.2013.6507412
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Багери С., Моравей З., Гарехпетян Г. Б. (2017). Классификация и распознавание механических дефектов обмоток, внутренних и внешних электрических повреждений и пускового тока трансформатора. IEEE Trans. Инд. Информ. 14, 484–493. DOI: 10.1109 / TII.2017.2720691
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Брукс, Дж. Л. (1980). Разработка концепции твердотельного трансформатора (№ CEL-TN-1575). Hueneme, CA: CIVIL Engineering Lab (Navy) Порт.
Google Scholar
Карр, Дж., Ван, З., Бхаттачарья, С., Хатуа, К., и Мадхусудханан, С. (2013). «Оценка перегрузки и перенапряжения бестрансформаторной интеллектуальной подстанции», в протоколе Труды Общего собрания общества энергетики и энергетики IEEE 2013 г. , Ванкувер, Британская Колумбия, 1–5.
Google Scholar
Кристиан Дж. И Фезер К. (2004). Методика определения смещения обмоток силовых трансформаторов методом передаточной функции. IEEE Trans. Power Deliv. 19, 214–220. DOI: 10.1109 / tpwrd.2003.820221
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Де Рыбель, Т., Сингх, А., Вандермар, Дж. А., Ван, М., Марти, Дж. Р., и Шривастава, К. Д. (2009). Аппарат для оперативного контроля обмоток силовых трансформаторов с помощью ввода отводов. IEEE Trans. Power Deliv. 24, 996–1003. DOI: 10.1109 / tpwrd.2009.2022674
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дуонг, М.К., Сава, Г.Н., Ха, Т.В., и Ле, Т.М.С. (2019). «Автоматический инструмент для мониторинга работы трансформатора в smartgrid», в Труды 11-го Международного симпозиума 2019 года по передовым темам в электротехнике (ATEE) , Бухарест, 1–6.
Google Scholar
Дюваль, М. (1989). Анализ растворенного газа: он может спасти ваш трансформатор. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 5, 22–27. DOI: 10.1109 / 57.44605
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дюваль, М. (2003). Новые методы анализа растворенного газа в масле. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 19, 6–15. DOI: 10.1109 / MEI.2003.11
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фан Р., Мелиопулос А. С., Коккинидес Дж. Дж., Сан Л. и Лю Ю. (2015). «Защита силовых трансформаторов на основе оценки динамического состояния», в Протоколы Общего собрания Общества энергетики и энергетики IEEE 2015 г. , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–5.
Google Scholar
Федеральная комиссия по регулированию и энергетике (2018). Технические аспекты распределенных энергоресурсов для системы энергоснабжения. Торонто: Сеть преобразования энергии Онтарио.
Google Scholar
Гауда, А. М., Абдрабу, А., Шабан, К. Б., Хайралла, М., Абдрабу, А. М., Эль-Шатшат, Р. и др. (2016). Интеллектуальный объединяющий блок IEC 61850 для обнаружения приближающихся неисправностей в трансформаторах. IEEE Trans. Smart Grid 9, 1812–1821.DOI: 10.1109 / TSG.2016.2600680
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гарсия, Б., Бургос, Дж. К., и Алонсо, А. М. (2005а). Моделирование колебаний бака трансформатора как метод определения деформаций обмоток — часть I: теоретические основы. IEEE Trans. Power Deliv. 21, 157–163. DOI: 10.1109 / tpwrd.2005.852280
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гарсия, Б., Бургос, Дж. К., и Алонсо, А. М. (2005б). Моделирование колебаний бака трансформатора как метод определения деформаций обмоток — часть II: экспериментальная проверка. IEEE Trans. Power Deliv. 21, 164–169. DOI: 10.1109 / tpwrd.2005.852275
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гарсия, Б., Бургос, Дж. К., и Алонсо, А. М. (2005c). Обнаружение деформаций обмоток силовых трансформаторов с помощью мониторинга колебаний резервуара. Электр. Power Syst. Res. 74, 129–138. DOI: 10.1016 / j.epsr.2004.09.010
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гонейм, С. С., Таха, И. Б., и Элькалаши, Н. И. (2016). Интегрированная схема проактивной диагностики неисправностей силовых трансформаторов на основе ИНС с использованием анализа растворенных газов. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 23, 1838–1845. DOI: 10.1109 / TDEI.2016.005301
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гильод Т., Крисмер Ф. и Колар Дж. У. (2016). Защита преобразователей среднего напряжения в сети: случай твердотельных трансформаторов среднего / низкого напряжения. IEEE J. Emerg. Выбирать. Верхний. Мощность Электр. 5, 393–408. DOI: 10.1109 / jestpe.2016.2617620
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Го, Б., Сюй, Ф., Ван, Ф., Толберт, Л.М., и Блалок, Б. Дж. (2014). «Схема защиты от перенапряжения для преобразователя трехфазного источника тока, построенного на SiC MOSFET», в материалах Proceedings of the 2014 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition-APEC 2014 , Fort Worth, TX, 3469–3476.
Google Scholar
Гусман А., Зочолл З., Бенмуял Г. и Алтуве Х. Дж. (2001). Основанное на токе решение для дифференциальной защиты трансформатора. I. Постановка проблемы. IEEE Trans. Power Deliv. 16, 485–491.DOI: 10.1109 / 61.956726
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гамильтон, Р. (2013). Анализ пускового тока трансформатора и сравнение методов ограничения гармоник в защите трансформатора. IEEE Trans. Ind. Appl. 49, 1890–1899. DOI: 10.1109 / TIA.2013.2257155
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хао, З. Г., Чжан, Б. Х., Янь, К. Г., Шао, Б., Рен, Х. Ф., и Бо, З. К. (2010). «Исследования по интеграции защиты трансформатора и обнаружения деформации обмоток», в материалах Труды Международной конференции по технологиям энергосистем 2010 г. , Чжэцзян, 1–8.
Google Scholar
Хашемния, Н., Абу-Сиада, А., и Ислам, С. (2015a). Улучшенное обнаружение неисправности обмотки силового трансформатора с помощью диагностики FRA — часть 1: моделирование осевого смещения. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 22, 556–563. DOI: 10.1109 / tdei.2014.004591
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хашемния, Н., Абу-Сиада, А., и Ислам, С. (2015b). Улучшенное обнаружение неисправности обмотки силового трансформатора с помощью диагностики FRA — часть 2: моделирование радиальной деформации. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 22, 564–570. DOI: 10.1109 / tdei.2014.004592
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хашемния, Н., Абу-Сиада, А., и Ислам, С. (2016). Обнаружение неисправностей вводов силового трансформатора и деградации масла с помощью анализа частотной характеристики. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 23, 222–229. DOI: 10.1109 / tdei.2015.005032
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хонг, Т., Десвал, Д., и Де Леон, Ф.(2017). Интерактивный метод обнаружения деформаций обмотки трансформатора на основе данных. IEEE Trans. Power Deliv. 33, 600–609. DOI: 10.1109 / tpwrd.2017.2707922
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хушманд Р. А., Парастегари М. и Форгани З. (2012). Системный подход адаптивного нейро-нечеткого вывода для одновременной диагностики типа и местоположения неисправностей в силовых трансформаторах. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 28, 32–42. DOI: 10.1109 / MEI.2012.6268440
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ху, Г., Чжан, Л., Ву, X., Коррейя, Д., и Хэ, В. (2011). «Определение мощности распределительного трансформатора на основе метода онлайн», в материалах Труды Азиатско-Тихоокеанской конференции по энергетике и энергетике 2011 г. , Ухань, 1–4.
Google Scholar
Хуанг А.К. (2016). Твердотельный трансформатор среднего напряжения: технология для более умной и отказоустойчивой сети. IEEE Ind.Электр. Журнал 10, 29–42. DOI: 10.1109 / MIE.2016.2589061
CrossRef Полный текст | Google Scholar
IEEE (2004). «Руководство IEEE по защите от аномальных частот для электростанций» в Proceedings of the IEEE Std C37.106-2003 (Revision of ANSI / IEEE C37.106-1987) , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–40 .
Google Scholar
IEEE (2008). «Руководство IEEE по защите силовых трансформаторов» в Proceedings of the IEEE Std C37.91-2008 (Revision of IEEE Std C37.91-2000) , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–139.
Google Scholar
IEEE (2009 г.). «Руководство IEEE по интерпретации газов, образующихся в масляных трансформаторах», в Proceedings of the IEEE Std C57.104-2008 (Revision of IEEE Std C57.104-1991) , (Piscataway, NJ: IEEE), 1 –36.
Google Scholar
IEEE (2010). «Рекомендации IEEE для измерения частичных разрядов в силовых трансформаторах и шунтирующих реакторах, заполненных жидкостью», в протоколе Proceedings of the IEEE Std C57.113-2010 (редакция IEEE Std C57.113-1991) , (Пискатауэй, штат Нью-Джерси: IEEE), 1–47.
Google Scholar
IEEE (2013a). «Руководство IEEE для диагностических полевых испытаний заполненных жидкостью силовых трансформаторов, регуляторов и реакторов» в Proceedings of the IEEE Std C57.152-2013 , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–121.
Google Scholar
IEEE (2013b). «Руководство IEEE по применению и интерпретации анализа частотной характеристики масляных трансформаторов» в протоколе Proceedings of the IEEE Std C57.149-2012 , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–72.
Google Scholar
IEEE (2019a). «Руководство IEEE по обнаружению, локализации и интерпретации источников акустической эмиссии от электрических разрядов в силовых трансформаторах и силовых реакторах» в Proceedings of the IEEE Std C57.127-2018 (Revision of IEEE Std C57.127-2007) , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–72.
Google Scholar
IEEE (2019b). «Стандарт IEEE для уравнений обратнозависимых характеристик реле максимального тока» в протоколе Proceedings of the IEEE Std C37.112-2018 (редакция IEEE Std C37.112-1996) , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–25.
Google Scholar
Ингрэм Д. М., Шауб П., Тейлор Р. Р. и Кэмпбелл Д. А. (2013). Испытания на уровне системы дифференциальной защиты трансформатора с использованием технологической шины IEC 61850. IEEE Trans. Power Deliv. 29, 1382–1389. DOI: 10.1109 / TPWRD.2013.22
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Яблоньски М. и Наперальска-Ющак Э. (2007). Внутренние неисправности силовых трансформаторов. ИЭПП Электр. Power Appl. 1, 105–111.
Google Scholar
Якоб Ф., Ноубл П. и Дукарм Дж. Дж. (2012). Термодинамический подход к оценке серьезности неисправностей трансформатора. IEEE Trans. Power Deliv. 27, 554–559. DOI: 10.1109 / TPWRD.2011.2175950
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Джоши П. М. и Кулкарни С. В. (2010). «Новый подход к онлайн-диагностике деформации обмоток трансформатора», Proceedings of the IEEE PES General Meeting , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–6.
Google Scholar
Джадд, М. Д., Янг, Л., и Хантер, И. Б. (2005). Контроль частичных разрядов силовых трансформаторов с помощью датчиков УВЧ. Часть I: датчики и интерпретация сигналов. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 21, 5–14. DOI: 10.1109 / mei.2005.1412214
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Каради Г. Г., Лю X. (2010). «Управление сбоями и защита систем FREEDM», в Proceedings of the IEEE PES General Meeting , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–4.
Google Scholar
Kasztenny, B., Fischer, N., and Altuve, H.J. (2015). «Принципы, чувствительность и безопасность дифференциальной защиты обратной последовательности», Труды 68-й Ежегодной конференции инженеров защитных реле 2015 г. , (Пискатауэй, штат Нью-Джерси: IEEE), 364–378.
Google Scholar
Хан, С. А., Экбал, М. Д., Ислам, Т. (2015). Комплексное сравнительное исследование диагностики неисправностей трансформатора на основе DGA с использованием нечеткой логики и моделей ANFIS. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Insul. 22, 590–596. DOI: 10.1109 / TDEI.2014.004478
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Kraetge, A., Kruger, M., and Fong, P. (2008). «Анализ частотной характеристики — Состояние всемирной деятельности по стандартизации», в материалах Proceedings of the 2008 International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis , (Piscataway, NJ: IEEE), 651–654.
Google Scholar
Лай, Дж. С., Чхве, Дж. М., Йе, К.С., Мун, С. Р., Лай, В. Х., и Чжан, Л. (2017). «Модульный входной твердотельный трансформатор среднего напряжения», в Proceedings of the 2017 Asian Conference on Energy, Power and Transport Electrification (ACEPT) , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–6.
Google Scholar
Лейбфрид Т. и Фезер К. (1996). «Автономный и оперативный мониторинг силовых трансформаторов с использованием метода передаточной функции», в протоколе Proceedings of the Conference Record of the 1996 IEEE International Symposium on Electrical Insulation , (Piscataway, NJ: IEEE), 34–37 .
Google Scholar
Ли, X., Ву, Х., и Ву, Д. (2011). Схема интерпретации DGA, полученная на основе тематического исследования. IEEE Trans. Power Deliv. 26, 1292–1293. DOI: 10.1109 / TPWRD.2010.20
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лю К., Мелиопулос А. П. С., Се Б., Чжун К. и Се Дж. (2020). «Защита распределительных систем с высокой степенью проникновения DER на основе оценки динамического состояния», в протоколе Proceedings of the 2020 IEEE Power & Energy Society , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–5.
Google Scholar
Мадхусудханан, С., Патель, Д., Бхаттачарья, С., Карр, Дж. А., и Ван, З. (2013). «Защита бестрансформаторной интеллектуальной подстанции», в материалах Труды 4-го Международного симпозиума IEEE 2013 г. по силовой электронике для систем распределенной генерации (PEDG) , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–8.
Google Scholar
Масум, А.С., Хашемния, Н., Абу-Сиада, А., Масум, М.А., и Ислам, С.М. (2014). Онлайн-обнаружение внутренних повреждений трансформатора на основе мгновенных измерений напряжения и тока с учетом воздействия гармоник. IEEE Trans. Power Deliv. 32, 587–598. DOI: 10.1109 / tpwrd.2014.2358072
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Медейрос, Р. П., и Коста, Ф. Б. (2017). Дифференциальная защита трансформатора на основе вейвлетов с дифференциальным насыщением трансформатора тока и обнаружением поперечных замыканий. IEEE Trans. Power Deliv. 33, 789–799. DOI: 10.1109 / tpwrd.2017.2764062
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мелиопулос, А.С., Коккинидес, Г.J., Myrda, P., Liu, Y., Fan, R., Sun, L., et al. (2016). Защита на основе динамической оценки состояния: статус и обещание. IEEE Trans. Power Deliv. 32, 320–330. DOI: 10.1109 / TPWRD.2016.2613411
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мейер К., Шредер С. и Де Донкер Р. В. (2004). Полупроводниковые выключатели и ограничители тока для систем среднего напряжения с распределенными энергосистемами. IEEE Trans. Power Electron. 19, 1333–1340. DOI: 10.1109 / тпель.2004.833454
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мозина, К. Дж. (2011). «Улучшения в защите и вводе в действие цифровых трансформаторных реле на промышленных объектах среднего напряжения», в материалах Труды 2011 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–10.
Google Scholar
Ниргуде П. М., Ашокраджу Д., Раджкумар А. Д. и Сингх Б. П. (2008). Применение методов численной оценки для интерпретации измерений частотной характеристики силовых трансформаторов. IET Sci. Измер. Technol. 2, 275–285.
Google Scholar
Паннелл, Г., Захави, Б., Аткинсон, Д. Дж., И Миссайлидис, П. (2013). Оценка характеристик тормозного прерывателя промежуточного контура как низковольтного устройства защиты от неисправностей DFIG. IEEE Trans. Конв. Энергии 28, 535–542. DOI: 10.1109 / tec.2013.2261301
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Пэн, Л. И., Бао-хуй, З., Чжи-го, Х., Сяо-цзин, Х., и Юнь-лун, К. (2006). «Исследование по мониторингу деформации обмотки силового трансформатора путем оценки параметров в реальном времени, касающейся индуктивности рассеяния», в Труды Международной конференции по технологиям энергосистем в 2006 г. , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–6.
Google Scholar
Цянь, З., Гао, В. С., Ван, Ф., и Янь, З. (2009). Основанный на конкретных случаях подход к диагностике неисправностей силового трансформатора с использованием данных анализа растворенных газов. Eur. Пер. Электр. Мощность 19, 518–530. DOI: 10.1002 / etep.240
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Рахимпур, Э., Кристиан, Дж., Фезер, К., и Мохсени, Х. (2003). Метод передаточной функции для диагностики осевого смещения и радиальной деформации обмоток трансформатора. IEEE Trans. Power Deliv. 18, 493–505. DOI: 10.1109 / tpwrd.2003.809692
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Рамирес-Ниньо, Дж. И Паскасио, А. (2009). Акустические измерения частичных разрядов в силовых трансформаторах. Измер. Sci. Technol. 20: 115108. DOI: 10.1088 / 0957-0233 / 20/11/115108
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Салех, С. А., и Рахман, М. А. (2005). Моделирование и защита трехфазного силового трансформатора с помощью вейвлет-пакетного преобразования. IEEE Trans. Power Deliv. 20, 1273–1282. DOI: 10.1109 / tpwrd.2004.834891
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шёнинг, С., Штаймер, П. К., и Колар, Дж. У. (2011). «Решения тормозных прерывателей для модульных многоуровневых преобразователей», в Труды 14-й Европейской конференции по силовой электронике и приложениям, 2011 г. , (Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE), 1–10.
Google Scholar
Секью, Дж. Р., и Момбелло, Э. (2008). Анализ частотной характеристики развертки (SFRA) для оценки смещения и деформации обмоток в силовых трансформаторах. Электр. Power Syst. Res. 78, 1119–1128. DOI: 10.1016 / j.epsr.2007.08.005
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сегин, Р., Вояк, Дж., Костык, Д., Хамбрик, Дж., И Мазер, Б. (2016). Руководство по интеграции фотоэлектрических систем с высоким уровнем проникновения для инженеров по распределению (№ NREL / TP-5D00-63114). Голден, Колорадо: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии.
Google Scholar
Setayeshmehr, A., Akbari, A., Borsi, H., and Gockenbach, E. (2006). Оперативный контроль и диагностика вводов силовых трансформаторов. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 13, 608–615. DOI: 10.1109 / tdei.2006.1657975
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Setayeshmehr, A., Borsi, H., Gockenbach, E., and Fofana, I. (2009). «Оперативный мониторинг трансформатора с помощью передаточной функции», в Proceedings of the 2009 IEEE Electrical Insulation Conference , (Piscataway, NJ: IEEE), 278–282.
Google Scholar
Ше, X., Хуанг, А.К., и Бургос, Р. (2013). Обзор технологий твердотельных трансформаторов и их применения в системах распределения электроэнергии. IEEE J. Emerg. Выбирать. Верхний. Power Electron. 1, 186–198. DOI: 10.1109 / jestpe.2013.2277917
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Синага, Х. Х., Фунг, Б. Т., и Блэкберн, Т. Р. (2012). Локализация частичных разрядов в трансформаторах методом УВЧ-детектирования. IEEE Trans. Dielectr. Электр. Инсулат. 19, 1891–1900. DOI: 10.1109 / tdei.2012.6396945
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сингх С., Бандйопадхьяй М. Н.(2010). Методика анализа растворенного газа для диагностики зарождающейся неисправности силовых трансформаторов: библиографический обзор. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 26, 41–46. DOI: 10.1109 / MEI.2010.5599978
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сунь, Х.С., Хуанг, Ю.С., и Хуанг, К.М. (2012). Обзор анализа растворенных газов в силовых трансформаторах. Energy Proc. 14, 1220–1225. DOI: 10.1016 / j.egypro.2011.12.1079
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Свифт, Г.W., Zocholl, E.S., Bajpai, M., Burger, J.F., Castro, C.H., Chano, S.R., et al. (2001). Адаптивная защита трансформатора от тепловой перегрузки. IEEE Trans. Power Deliv. 16, 516–521.
Google Scholar
Татчо П., Ли Х., Цзян Ю. и Ци Л. (2012). Новая иерархическая секционная защита на основе твердотельного трансформатора для будущей системы подачи и управления возобновляемой электроэнергией (FREEDM). IEEE Trans. Smart Grid 4, 1096–1104. DOI: 10.1109 / цг.2012.2207412
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Вэссен, П. Т. М., и Ханик, Э. (1992). Новый метод анализа частотных характеристик силовых трансформаторов. IEEE Trans. Power Deliv. 7, 384–391. DOI: 10.1109 / 61.108932
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Васиос, О., Се, Б., и Мелиопулос, А. П. С. (2019). «Расчетная защита трехфазного трансформатора с насыщаемым сердечником для обнаружения межстрановых коротких замыканий», в протоколе Proceedings of the 2019 IEEE Power & Energy Society General Meeting , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–5.
Google Scholar
Водяхо, О., Стеурер, М., Ноймайр, Д., Эдрингтон, К. С., Каради, Г., и Бхаттачарья, С. (2011). Твердотельные устройства изоляции неисправностей: применение в будущих распределительных системах на базе силовой электроники. ИЭПП Электр. Power Appl. 5, 521–528.
Google Scholar
Ван М., Вандермар А. Дж. И Шривастава К. Д. (1999). «Мониторинг состояния трансформаторов в эксплуатации методом импульсных испытаний низкого напряжения», в Proceedings of the 11th International Symposium on High Voltage Engineering 1999 , (Piscataway, NJ: IEEE), 45–48.
Google Scholar
Ван М., Вандермар А. Дж. И Шривастава К. Д. (2002). Обзор оценки состояния силовых трансформаторов в эксплуатации. IEEE Electr. Инсулат. Журнал 18, 12–25. DOI: 10.1109 / mei.2002.1161455
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ван, Р., Чжан, Б., Чжао, С., Лян, Л., и Чен, Ю. (2019). «Проектирование твердотельного автоматического выключателя на основе серии IGBT для терминала аккумуляторной системы накопления энергии в твердотельном трансформаторе», в материалах Proceedings of the IECON 2019-45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society , (Piscataway, NJ : IEEE), 6677–6682.
Google Scholar
Вани, С. А., Хан, С. А., Гупта, Д., и Незами, М. М. (2017). Диагностика зарождающихся доминантных и граничных разломов методом композитного DGA. Внутр. Пер. Электр. Energy Syst. 27: e2421. DOI: 10.1002 / etep.2421
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Вани, С. А., Хан, С. А., Прашал, Г., и Гупта, Д. (2019). Интеллектуальная диагностика зарождающихся разломов с использованием матрицы интерпретации разломов на основе анализа растворенных газов (FIM). Араб. J. Sci. Англ. 44, 6977–6985. DOI: 10.1007 / s13369-019-03739-4
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Виммер Р., Тенболен С., Хейндл М., Кретге А., Крюгер М. и Кристиан Дж. (2007). «Разработка алгоритмов для оценки FRA», Труды 15-го Междунар. Symp. Техника высокого напряжения , Любляна.
Google Scholar
Xie, B., Meliopoulos, A. P. S., Cokkinides, G., Xie, J., Zhong, C., Liu, Y., et al. (2019).«Защита устройства на основе оценки динамического состояния», в материалах Proceedings of the 2019 IEEE Power & Energy Society , (Piscataway, NJ: IEEE), 1–5.