Karmaşık güç sistemleri ağında, trafo merkezleri elektrik enerjisinin güvenilir ve verimli iletimini ve dağılımını sağlamada çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu trafo merkezlerinin merkezinde, elektrik devrelerini ölçmek ve korumak için gerekli olan mevcut transformatörler (CTS) vardır. Bununla birlikte, sistem kısa devrelerin bu mevcut transformatörler üzerinde önemli etkileri olabilir. Bir tedarikçisi olarakMevcut Transformatör Trafo Merkezi, Kısa devrelerin CTS'ye poz verdiği zorluklara ve sonuçlarına ilk elden tanık oldum.
Sistemi Anlamak Kısa - Devreleri
Bir sistem kısa devre, bir elektrik devresinde normalde farklı voltajlarda olan iki veya daha fazla nokta arasında anormal düşük direnç bağlantısı olduğunda oluşur. Bu, yalıtım arızası, ekipman arızası veya dış hasar gibi çeşitli faktörlerden kaynaklanabilir. Kısa bir devre olayı sırasında, devreden büyük miktarda akım akışı, normal çalışma akımını çok aşar.
Kısa devre akımının büyüklüğü, kaynak empedansı, kısa devre tipi (örneğin, üç faz, tek - fazdan yere) ve güç sistemindeki arızanın yeri dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır. Kısa devre akımları, ekipmanın nominal akımından birkaç kat daha büyük olabilir ve mevcut transformatörler de dahil olmak üzere elektrik bileşenleri üzerinde önemli bir stres oluşturur.
Mevcut transformatör performansı üzerindeki etki
Doygunluk
Sistem kısa devrelerinin mevcut transformatörler üzerindeki en önemli etkilerinden biri doygunluktur. CTS, belirli bir akım aralığında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Kısa bir devre meydana geldiğinde, yüksek akım BT'nin manyetik çekirdeğinin doymasına neden olabilir. Doymuş bir durumda, çekirdekteki manyetik akı yoğunluğu maksimum değerine ulaşır ve BT artık birincil akımı ikincil akıma doğru bir şekilde dönüştüremez.
Doygunluk sırasında, BT'nin ikincil akımının artık birincil akım ile doğrusal bir ilişkisi yoktur. Bu, yanlış ölçüm ve koruma fonksiyonlarına yol açabilir. Örneğin, bir koruma sisteminde, doymuş bir BT, arıza akımının doğru bir temsilini sağlayamayabilir, bu da koruyucu rölelerin yanlış işbirliğine neden olabilir. Röleler ya bir arıza oluştuğunda seyahat edemeyebilir veya gereksiz yere seyahat edemez, bu da elektrik kesintilerine ve ekipman hasarına yol açabilir.
Termal stres
Kısa devrelerin mevcut transformatörler üzerindeki bir diğer önemli etkisi termal stresdir. Yüksek kısa devre akımı, BT sargılarında büyük miktarda ısı üretir. Isı, akımın karesi ve sargıların direnci ile orantılıdır. Kısa devre olayı nispeten uzun bir süre sürerse, aşırı ısı, sargıların yalıtımının bozulmasına neden olabilir.
Yalıtım bozulması, CT'nin kendisinde kısa devrelere yol açabilir ve performansını ve güvenliğini daha da tehlikeye atabilir. Şiddetli durumlarda, termal stres, sargıların erimesi veya çekirdeğin deformasyonu gibi BT'ye fiziksel hasara bile neden olabilir. CT'ler tipik olarak, CT'nin önemli hasar vermeden dayanabileceği maksimum akım ve zaman süresini belirten belirli bir termal derecelendirme ile tasarlanmıştır. Bununla birlikte, yüksek büyüklükte kısa devre olması durumunda, bu derecelendirme aşılabilir, bu da BT'nin potansiyel arızasına yol açar.
Mekanik stres
Kısa devreler aynı zamanda mevcut transformatörlere mekanik stres uygular. Yüksek kısa devre akımı, sargıların dönüşleri arasında ve BT'nin farklı kısımları arasında elektromanyetik kuvvetler oluşturur. Bu kuvvetler önemli olabilir ve sargıların ve çekirdeğin mekanik deformasyonuna neden olabilir.
Örneğin, sargılar yer değiştirebilir veya hasar görebilir ve çekirdek çatlayabilir veya yanlış hizalanabilir. BT'ye mekanik hasar elektrik performansını etkileyebilir ve ayrıca uzun vadeli güvenilirlik sorunlarına yol açabilir. Ek olarak, mekanik stres BT içindeki bağlantıları gevşeterek temas direncini artırabilir ve termal problemlere daha fazla katkıda bulunabilir.
Mevcut transformatör türleri ve bunların kısa devrelere duyarlılığı
Yara tipi CT
Yara tipi CTyaygın bir akım transformatör türüdür. Bir yara tipi BT'de, birincil sarma doğrudan ölçülecek akımı taşıyan devreye bağlanır. Bu CT'ler genellikle kısa devreler sırasında doygunluğa daha duyarlıdır, çünkü manyetik çekirdekleri sınırlı bir manyetik akı taşıma kapasitesi vardır.
Yara tipi CT'lerin tasarımı da onları termal ve mekanik strese karşı daha savunmasız hale getirir. Sargıların yakın yaralı doğası, herhangi bir mekanik hareket veya deformasyonun elektrik yalıtımı ve birincil ve ikincil sargılar arasındaki manyetik bağlantıyı kolayca bozabileceği anlamına gelir.
Çubuk Tip CT
Çubuk tipi CTS ise daha basit bir tasarıma sahiptir. Birincil sarma tek bir dönüş iletkeni, genellikle bir bara. Çubuk tipi CTS, yara tipi CT'lere kıyasla kısa devrelere dayanma yeteneğine sahip olma eğilimindedir. Tek - dönüş birincil sargının daha düşük bir dirence sahip olması ve kısa bir devre sırasında önemli termal stres yaşama olasılığı daha düşüktür.
Bununla birlikte, çubuk tipi CT'ler kısa devrelerin etkilerine karşı bağışık değildir. Hala yüksek büyüklükte kısa devre akımları altında doygun olabilirler ve kısa devre tarafından üretilen mekanik kuvvetler BT'nin muhafazasına ve bağlantılarına da zarar verebilir.
Azaltma stratejileri
Uygun boyutlandırma ve seçim
Sistem kısa devrelerinin mevcut transformatörler üzerindeki etkisini en aza indirmek için uygun boyutlandırma ve seçim çok önemlidir. CTS, güç sistemindeki beklenen kısa devre akımlarına göre seçilmelidir. CT'nin nominal akımı, doğruluk sınıfı ve doygunluk özellikleri, normal ve hata koşullarında güvenilir bir şekilde çalışabilmesini sağlamak için dikkatle dikkate alınmalıdır.
Örneğin, daha yüksek doygunluk sınırına sahip CT'ler, doydurmadan kısa devre akımlarına daha iyi dayanabilir. Ek olarak, kısa devreler sırasında üretilen ısıyı işlemek için uygun bir termal derecelendirmeye sahip CT'ler seçilmelidir.
Koruyucu aktarma
Koruyucu aktarma, kısa devrelerin mevcut transformatörler üzerindeki etkilerini azaltmak için de kullanılabilir. Röleler kısa devre koşullarını hızlı bir şekilde tespit etmek ve güç sisteminin hatalı bölümünü izole etmek için tasarlanabilir. Kısa devrenin süresini azaltarak, CTS üzerindeki stres en aza indirilebilir.
Diferansiyel koruma ve mesafe koruması gibi gelişmiş koruma şemaları daha doğru ve güvenilir hata tespiti sağlayabilir. Bu şemalar, CTS'nin uzun bir süre için yüksek kısa devre akımlarına maruz kalmamasını sağlamaya yardımcı olabilir.
İzleme ve Bakım
Mevcut transformatörlerin düzenli olarak izlenmesi ve bakımı, kısa devrelerin neden olduğu olası problemleri tespit etmek için gereklidir. İkincil akımı ve voltajı ölçme gibi izleme teknikleri, BT'nin performansı hakkında değerli bilgiler sağlayabilir. Normal çalışma koşullarından sapmalar, doygunluk veya yalıtım bozulması gibi bir sorunun göstergesi olabilir.
Görsel inceleme, yalıtım testi ve kalibrasyon gibi bakım faaliyetleri, ciddi başarısızlıklara yol açmadan önce sorunların tanımlanmasına ve ele alınmasına yardımcı olabilir. CTS'yi iyi durumda tutarak, kısa devrelere dayanma yetenekleri geliştirilebilir.
Çözüm
Sistem Kısa - Devreler, trafo merkezlerindeki mevcut transformatörlerin performansı ve güvenilirliği üzerinde derin bir etkiye sahip olabilir. Doygunluk, termal stres ve mekanik stres, CTS'nin kısa devre olayları sırasında karşılaştığı temel zorluklardır. Bir tedarikçisi olarakMevcut Transformatör Trafo Merkezi, kısa devrelerin zorluklarına dayanabilecek yüksek kaliteli CT'ler sağlamanın önemini anlıyoruz.
Uygun boyutlandırma ve seçim, koruyucu aktarma ve izleme ve bakım stratejileri uygulayarak, kısa devrelerin mevcut transformatörler üzerindeki olumsuz etkileri en aza indirilebilir. Trafo merkeziniz için güvenilir mevcut transformatörlere ihtiyacınız varsa, sizi daha fazla tartışma ve tedarik için bizimle iletişime geçmeye davet ediyoruz. Uzman ekibimiz size özel gereksinimlerinize göre uyarlanmış en iyi çözümleri sağlayabilir.
Referanslar
- Blackburn, JL (2013). Koruyucu aktarma: ilkeler ve uygulamalar. CRC Press.
- Gross, CA (2007). Güç sistemi analizi. Wiley - Interscience.
- IEC 60044 - 1: 2017, Enstrüman Transformatörleri - Bölüm 1: Mevcut Transformatörler.
