Energetski transformatori: nazivni načini rada i vrijednosti

Nazivni način rada

Nazivni način rada transformatora je način rada za koji je transformator projektirao proizvođač. Određujući uvjeti za nazivni način rada transformatora su: nazivni napon, snaga, struje i frekvencija navedeni na njegovoj natpisnoj pločici, kao i nazivni uvjeti rashladnog medija.

Nazivni napon namota

Nazivni naponi namota transformatora su oni naponi na kojima su predviđeni za normalan rad. Za silazne transformatore nazivni naponi primarnih namota jednaki su nazivnim naponima odgovarajućih električnih mreža, tj. električni prijemnici.

Za pojačavajuće i silazne transformatore spojene izravno na sabirnice ili stezaljke generatora, nazivni naponi primarnih namota su 5% viši od nazivnih napona odgovarajuće mreže.U sekundarnim namotima, nazivni je fazni napon dobiven na stezaljkama sekundarnih namota transformatora kada je prazan i kada je nazivni primarni napon doveden na stezaljke primarnog namota.

Prekoračenje napona koji se dovodi na stezaljke glavnog izlaza ili bilo koje grane primarnog namota dopušteno je ne više od + 5% napona navedenog na natpisnoj pločici transformatora za glavni izlaz ili za ovu granu.

Nazivna čvrstoća

Nazivna snaga transformatora je snaga pri kojoj se transformator može kontinuirano opteretiti tijekom svog životnog vijeka, obično se pretpostavlja da je reda veličine 20 - 25 godina.

Nazivna snaga transformatora povezana je s temperaturnim uvjetima, odnosno ovisi o dopuštenoj temperaturi zagrijavanja njegovih namota, o uvjetima hlađenja transformatora itd. Upoznajmo se s ovim temperaturnim uvjetima detaljnije.

Većina transformatora je hlađena uljem ("uljni" transformatori). U takvim transformatorima, magnetske jezgre s namotima nalaze se u čeličnim spremnicima napunjenim transformatorskim uljem, koje je mineralno izolacijsko ulje dobiveno iz nafte. Toplina koja se oslobađa u namotima i magnetskoj jezgri transformatora tijekom njegovog rada prenosi se uz pomoć ulja na medij koji hladi transformator - zrak (zračno hlađenje) ili vodu (vodeno hlađenje).

Za zrakom hlađene uljne transformatore instalirane u područjima gdje najviša temperatura zraka doseže + 35 ° C, prosječni porast temperature namota iznad temperature zraka ne smije prijeći + 70 ° C (mjereno metodom otpora).Za kućne transformatore, porast temperature namota, jednak + 70 ° C, odgovara njihovom nazivnom opterećenju. Pri temperaturi zraka od + 35 ° C, prosječna temperatura zagrijavanja namota transformatora je 70 ° + 35 ° = 105 ° C.

Ako se tijekom rada temperatura grijanja namota transformatora stalno održava na + 105 ° C, tada, kako pokazuju studije proizvođača, njegov radni vijek neće biti duži od nekoliko godina. Međutim, pri nazivnom opterećenju transformatora, temperatura zagrijavanja namota + 105 ° C bit će konstantna samo ako je temperatura zraka konstantna, jednaka + 35 ° C.

U stvarnosti, temperatura okolnog zraka nikada nije konstantna, već se mijenja i tijekom dana i tijekom godine, zbog čega temperatura zagrijavanja namota transformatora varira u rasponu od + 105 ° C do neke niže vrijednosti. Time se prirodno produljuje životni vijek transformatora. Stoga gore spomenutu maksimalnu temperaturu namota + 105 ° C treba shvatiti kao gornju granicu prosječne temperature, mjerene otporom, dopuštene za siguran rad transformatora nekoliko sati dnevno tijekom onih relativno nekoliko dana kada je temperatura okoline doseže najviše + 35 ° C.

U transformatorima bez prisilne cirkulacije ulja, najveći porast temperature gornjih slojeva ulja (na poklopcu) iznad temperature okoline ne smije prelaziti 60 ° C. Pri temperaturi okoline od + 35 ° C, to odgovara najvišem promatrana (termometrom) temperatura ulja + 95 °C.Za transformatore s prisilnom cirkulacijom ulja, na primjer s hlađenjem uljem i vodom, temperatura ulja na ulazu u hladnjak ulja dopuštena je ne viša od 70 ° C. Za transformatore s hlađenjem uljem i zrakom, najveća dopuštena temperatura ulja određena je iz proizvođač.

S tim u vezi, nazivnu snagu transformatora treba shvatiti kao snagu do koje transformator instaliran na otvorenom može biti trajno opterećen, pri nominalnim temperaturnim uvjetima rashladnog medija, uz hlađenje zrakom, definiran kao temperatura zraka koja varira naravno tijekom godine. Za ostale vrste hlađenja nazivne temperaturne uvjete rashladnog medija određuju proizvođači transformatora.

Imajte na umu da je prethodno nazivna snaga transformatora postavljenih na otvorenom preračunavana ovisno o prosječnoj godišnjoj temperaturi zraka za hlađenje. Kao rezultat preračunavanja, pri prosječnoj godišnjoj temperaturi okoline manjoj od + 5 ° C, nazivna snaga transformatora se povećava, a pri prosječnoj godišnjoj temperaturi iznad + 5 ° C, naprotiv, smanjuje se.

Istraživanja utjecaja viskoznosti ulja na hlađenje transformatora pokazuju da takav ponovni izračun nije potreban, jer pri niskoj temperaturi zraka viskoznost ulja raste, zbog čega se pogoršava prijenos topline iz namota i pri povišenoj temperaturi zraka , naprotiv, viskoznost ulja se smanjuje, a prijenos topline iz namota transformatora se povećava.

Osim vanjskih instalacija, zrakom hlađeni transformatori često se postavljaju u zatvorene negrijane prostorije — komore, u kojima je obično osigurana prirodna ventilacija s dovodom hladnog zraka i odvođenjem zagrijanog zraka kroz posebne ventilacijske otvore u donjem i gornjem dijelu komora, odnosno . Unatoč ventilaciji, uvjeti hlađenja transformatora u komorama su još uvijek lošiji od onih postavljenih na otvorenom, što donekle smanjuje njihov vijek trajanja. Međutim, transformatori ugrađeni u komore s prirodnom ventilacijom mogu se neprekidno puniti svojom nazivnom snagom pri prosječnoj godišnjoj temperaturi zraka u komori do 20 °C.

Nazivne struje primarnog i sekundarnog namota transformatora nazivaju se struje određene nazivnim snagama dotičnih namota.

Pod nazivnim opterećenjem podrazumijeva se opterećenje jednako nazivnoj struji.

U načinu rada transformatora bez preopterećenja u bilo kojem položaju prekidača, kao i za bilo koje vrijednosti napona koji se dovodi na primarni namot (ali ne više od + 5% vrijednosti napona ove slavine), sekundarni namot transformatora ne smije se opteretiti većim od nazivne struje.