مشخصات جریان هجومی ترانسفورماتورهای توزیع روغنی چیست؟

به عنوان یک تامین کننده قابل اعتماد ترانسفورماتورهای توزیع پر روغن، من از نزدیک شاهد نقش حیاتی این ترانسفورماتورها در سیستم های توزیع برق بوده ام. یکی از مهمترین جنبه هایی که باید در مورد این ترانسفورماتورها فهمید، ویژگی های جریان هجومی آنها است. در این وبلاگ، جزئیات جریان هجومی چیست، ویژگی‌های آن در ترانسفورماتورهای توزیع روغنی و چرایی اهمیت آن را بررسی خواهم کرد.

Inrush Current چیست؟

جریان هجومی جریان گذرایی است که در اولین باری که یک دستگاه الکتریکی به آن وارد می شود، جریان می یابد. در مورد ترانسفورماتورهای توزیع پر از روغن، این اتفاق زمانی رخ می دهد که ترانسفورماتور به منبع برق متصل شود. برخلاف جریان عملیاتی معمولی، جریان هجومی می تواند به طور قابل توجهی بیشتر باشد و اغلب به چندین برابر جریان نامی ترانسفورماتور می رسد. این موج به دلیل مغناطیس شدن هسته ترانسفورماتور است.

هنگامی که یک ترانسفورماتور قطع می شود، شار مغناطیسی در هسته ممکن است به طور کامل از بین نرود. هنگامی که برق دوباره اعمال می شود، هسته باید دوباره مغناطیس شود. این فرآیند می تواند برای مدت کوتاهی باعث ایجاد جریان زیادی در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور شود. مقدار و مدت جریان هجومی به عوامل متعددی از جمله شار باقیمانده در هسته، نقطه شکل موج ولتاژی که ترانسفورماتور در آن انرژی می‌دهد و پارامترهای طراحی ترانسفورماتور بستگی دارد.

ویژگی های جریان هجومی در ترانسفورماتورهای توزیع پر از روغن

بزرگی

مقدار جریان هجومی در ترانسفورماتورهای توزیع پر از روغن می تواند بسیار زیاد باشد. می تواند بین 5 تا 10 برابر جریان نامی ترانسفورماتور باشد و در برخی موارد حتی می تواند تا 20 برابر جریان نامی ترانسفورماتور باشد. این جریان بزرگ می تواند مشکلاتی مانند بارگذاری بیش از حد وسایل حفاظتی، کاهش ولتاژ در سیستم قدرت و استرس مکانیکی روی سیم پیچ ترانسفورماتور ایجاد کند.

مثلاً اگر الف را در نظر بگیریم3150 - 20000kVA/35kV ترانسفورماتور قدرت غوطه ور در روغنبا جریان نامی مثلاً 500 آمپر، جریان هجومی به طور بالقوه می تواند در طول انرژی اولیه به 5000 آمپر یا بیشتر برسد. این جریان زیاد می تواند کلیدهای مدار را قطع کند یا فیوزها را منفجر کند و منجر به قطع برق شود.

مدت زمان

مدت زمان جریان هجومی نسبتاً کوتاه است و معمولاً از چند میلی ثانیه تا چند ثانیه طول می کشد. پیک اولیه جریان هجومی در چند سیکل اول منبع تغذیه اتفاق می افتد. همانطور که هسته کاملا مغناطیسی می شود، جریان هجومی به تدریج به جریان عملیاتی معمولی کاهش می یابد.

نرخ فروپاشی جریان هجومی تحت تأثیر مقاومت و اندوکتانس سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور است. ترانسفورماتورهای با مقاومت بالاتر و اندوکتانس پایین تر تمایل به واپاشی سریع تری از جریان هجومی دارند. به عنوان مثال، الف50 - 2500kVA/20(10)kV ترانسفورماتور غوطه ور روغن کم اتلاف (ترانسفورماتور پر شده با روغن مهر و موم شده هرمتیک)ممکن است به دلیل پارامترهای طراحی متفاوت، پروفایل فروپاشی جریان هجومی متفاوتی نسبت به ترانسفورماتور قدرت بزرگتر داشته باشد.

شکل موج

شکل موج جریان هجومی غیر سینوسی است. مشخصه آن یک قله اولیه بزرگ است که به دنبال آن یک سری نوسانات در حال فروپاشی است. شکل موج تحت تاثیر ویژگی های اشباع هسته ترانسفورماتور است. هنگامی که هسته وارد ناحیه اشباع می شود، اندوکتانس سیم پیچ کاهش می یابد و باعث افزایش شدید جریان می شود.

ماهیت غیر سینوسی جریان هجومی همچنین می تواند اجزای هارمونیک را وارد سیستم قدرت کند. این هارمونیک ها می توانند باعث گرمایش اضافی در ترانسفورماتور و سایر تجهیزات الکتریکی و همچنین تداخل با دستگاه های الکترونیکی حساس شوند.

عدم تقارن

جریان هجومی اغلب نامتقارن است. این بدان معنی است که نیم چرخه های مثبت و منفی شکل موج فعلی یکسان نیستند. عدم تقارن عمدتاً به دلیل وجود شار باقیمانده در هسته ترانسفورماتور است. اگر شار باقیمانده دارای قطبیت خاصی باشد، می تواند باعث شود که جریان هجومی در یک نیم سیکل بزرگتر از نیم چرخه دیگر باشد.

چرا ویژگی های جاری هجومی مهم است؟

حفاظت از تجهیزات

درک ویژگی های جریان هجومی برای حفاظت مناسب ترانسفورماتورهای توزیع پر روغن و سایر تجهیزات الکتریکی در سیستم قدرت بسیار مهم است. وسایل حفاظتی مانند کلیدهای مدار و فیوزها باید اندازه مناسبی داشته باشند تا در برابر جریان هجومی بدون خاموش شدن غیر ضروری مقاومت کنند. اگر وسایل حفاظتی بیش از حد حساس باشند، ممکن است در طول جریان هجومی از کار بیفتند و منجر به قطع برق شود. از سوی دیگر، اگر به اندازه کافی حساس نباشند، ممکن است در صورت بروز نقص از تجهیزات محافظت نکنند.

پایداری سیستم قدرت

جریان هجومی با قدر بالا می تواند باعث کاهش ولتاژ در سیستم قدرت شود. این کاهش ولتاژ می تواند بر عملکرد سایر تجهیزات الکتریکی متصل به همان سیستم تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، موتورها ممکن است گشتاور کاهش یافته را تجربه کنند و دستگاه های الکترونیکی حساس ممکن است دچار نقص شوند. با درک ویژگی های جریان هجومی، اپراتورهای سیستم قدرت می توانند اقداماتی را برای به حداقل رساندن تأثیر کاهش ولتاژ، مانند استفاده از تکنیک های راه اندازی نرم یا نصب تنظیم کننده های ولتاژ، انجام دهند.

طراحی و عملکرد ترانسفورماتور

جریان هجومی همچنین بر طراحی و عملکرد ترانسفورماتورهای توزیع پر روغن تأثیر دارد. تنش مکانیکی ناشی از جریان هجومی با قدر بالا می تواند بر یکپارچگی سیم پیچ های ترانسفورماتور تأثیر بگذارد. ترانسفورماتورها باید طوری طراحی شوند که این تنش های مکانیکی را تحمل کنند. علاوه بر این، جریان هجومی می تواند باعث تلفات اضافی در ترانسفورماتور شود که می تواند کارایی آن را کاهش دهد.

کاهش جریان هجومی

روش های مختلفی برای کاهش جریان هجومی در ترانسفورماتورهای توزیع پر از روغن وجود دارد. یکی از روش های متداول استفاده از مقاومت های پیش از درج است. این مقاومت ها در جریان برق دهی اولیه به صورت سری به ترانسفورماتور متصل می شوند. مقاومت ها با افزایش امپدانس مدار، جریان هجومی را محدود می کنند. هنگامی که جریان هجومی از بین رفت، مقاومت ها دور زده می شوند.

روش دیگر استفاده از سوئیچینگ کنترل شده است. این شامل انرژی دادن به ترانسفورماتور در یک نقطه خاص در شکل موج ولتاژ برای به حداقل رساندن جریان هجومی است. با زمان بندی دقیق بسته شدن مدار شکن، می توان شار باقیمانده در هسته را در نظر گرفت و میزان جریان هجومی را کاهش داد.

پیشنهادات ما

ما به عنوان تامین کننده پیشرو در ترانسفورماتورهای توزیع روغن، طیف گسترده ای از محصولات را ارائه می دهیم3150 - 20000kVA/35kV ترانسفورماتور قدرت غوطه ور در روغن،50 - 2500kVA/20(10)kV ترانسفورماتور غوطه ور روغن کم اتلاف (ترانسفورماتور پر شده با روغن مهر و موم شده هرمتیک)، وترانسفورماتور سه بعدی هسته زخمی 30 - 2500kVA/10kV. ترانسفورماتورهای ما با تکنولوژی پیشرفته طراحی شده اند تا جریان هجومی را به حداقل برسانند و از عملکرد قابل اطمینان اطمینان حاصل کنند.

برای تهیه تماس بگیرید

اگر در بازار ترانسفورماتورهای توزیع روغن با کیفیت بالا هستید، از شما دعوت می کنیم برای تهیه و بحث بیشتر با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما آماده کمک به شما در انتخاب ترانسفورماتور مناسب برای نیازهای خاص شما هستند. چه با توزیع برق در یک تاسیسات صنعتی کوچک و چه در یک مجتمع تجاری بزرگ سر و کار دارید، ما راه حل هایی برای برآورده کردن نیازهای شما داریم.

مراجع

• گراس، جی، و هایدت، جی تی (2008). جزوه مهندسی برق. مطبوعات CRC.
• Arrillaga، J.، و واتسون، NR (2001). هارمونیک سیستم قدرت جان وایلی و پسران
• ال-سید، ع.م (2014). مهندسی ترانسفورماتور: طراحی، فناوری و تشخیص مطبوعات CRC.