Возможно, в 40 раз больше тока полной нагрузки
Когда трансформатор сначала включается или регенерируется после короткого прерывания, трансформатор может вызывать пусковой ток из системы из-за того, что намагниченность ядра не синхронизирована с напряжением. Пусковой ток может приближаться к уровням короткого замыкания, в 40 раз превышающему ток полной нагрузки трансформатора.
Остерегайтесь течения трансформатора (фото: transformers-magazine.com)
Пусковой ток может привести к ложному срабатыванию предохранителей, повторителей или реле. Он может также ложно срабатывать индикаторы неисправности или приводить к неправильной работе секционирующих устройств.
Когда трансформатор включен, если напряжение системы и намагниченность сердечника трансформатора не синхронизированы, возникает магнитный переход. Переходные процессы приводят ядро в насыщение и потребляют большое количество тока в трансформаторе.
Попытка прерывания где-либо здесь оставляет B r на ядре.
Рисунок 1 - Кривая гистерезиса, показывающая остаточный поток во время прерывания цепи
Худший бросок происходит с остаточным потоком, оставленным на сердечнике трансформатора.
Рассмотрим Рисунок 1 и Рисунок 2, в котором показан наихудший сценарий. Трансформатор отключается вблизи пиковой плотности потока ядра (B max), когда напряжение вблизи нуля.
Поток падает примерно до 70% от максимума и удерживается там (остаточный поток, B r). Спустя некоторое время трансформатор будет реанимирован в момент времени, когда поток будет иметь отрицательный пик. Напряжение системы пересекает ноль и растет положительно.
Рисунок 2 - Напряжение и поток во время наихудшего броска
Положительное напряжение создает положительный поток, который добавляет остаточный поток уже к сердечнику трансформатора (помните, что поток является интегралом по времени напряжения!).
Это быстро насыщает ядро. Эффективная намагничивающая ветвь падает до полного сопротивления сердечника трансформатора.
Импеданс сердечника воздуха примерно такой же, как и импеданс утечки трансформатора. Flux управляет эффективным сопротивлением, поэтому, когда ядро трансформатора насыщается, малый импеданс тянет ток большой величины от системы. Ядро насыщается в одном направлении, поэтому трансформатор рисует импульсы броска в каждом полупериоде с тяжелым компонентом постоянного тока. Смещение постоянного тока, введенное переключением, быстро исчезает.
На рисунке 3 показан пример пускового тока после операции повторного включения, измеренной на размыкателе распределительной подстанции.
Рисунок 3 - Пример тока пуска, измеренного на подстанции (многие распределительные трансформаторы вместе)
4 фактора существенно влияют на пусковой ток //
1. Конечная точка
Точка, в которой цепь замыкается, определяет, насколько близок поток сердечников к его теоретическому максимуму. Хуже всего, когда поток близок к своему пику. К счастью, это также, когда напряжение близкое к нулю, и переключатели имеют тенденцию заходить ближе к пику напряжения (дуга имеет тенденцию к скачке зазора).
2. Проектный флюс
Трансформатор, предназначенный для работы ниже по кривой насыщения, потребляет меньше пускового тока. Поскольку имеется больше разницы между точкой насыщения и нормальной рабочей областью, дополнительный поток во время переключения с меньшей вероятностью приведет к насыщению ядра.
3. Размер трансформатора
Большие трансформаторы набирают больше бросков, вот в чем дело. Их насыщенные импедансы меньше. Но, по отдельности относительно их полной нагрузки, меньшие трансформаторы набирают больше бросков. Бросок на более мелкие трансформаторы быстрее угасает.
4. Сопротивление источника
Более высокий импеданс источника относительно размера трансформатора ограничивает ток, который трансформатор может вывести из системы. Пиковый пусковой ток со значительным импедансом источника (Westinghouse Electric Corporation, 1950) определяется как:
где //
- i 0 - пиковый пусковой ток без импеданса источника в единицах номинального тока трансформатора
- X - импеданс источника в блоке на базе трансформатора кВА
Другие факторы имеют меньшее значение. Нагрузка на трансформатор существенно не меняет бросок. Для большинства типичных условий нагрузки ток в трансформатор будет прерываться в точках, которые все еще оставляют около 70% пикового потока на ядре.
В то время как прерывания обычно вызывают самый сильный бросок, другие возмущения напряжения могут вызвать бросок в трансформатор. Переходные процессы напряжения и особенно напряжение с компонентом постоянного тока могут насыщать трансформатор и вызывать бросок.
Вот некоторые примеры:
Напряжение провисания - при восстановлении от провисания напряжения от соседней неисправности внезапное повышение напряжения может привести трансформатор к насыщению.
Симпатический бросок - включение трансформатора может привести к тому, что близлежащий трансформатор также начнет бросать бросок. Включение в коммутируемый трансформатор имеет значительную постоянную составляющую, которая вызывает падение напряжения постоянного тока. Напряжение постоянного тока может подтолкнуть другой трансформатор к насыщению и вызвать бросок.
Молния - Вспышка на линии вблизи трансформатора может привести трансформатор к насыщению.
Ссылки // Оборудование и системы распределения электроэнергии / TA Short (Покупка на Амазонке)