امپدانس اتصال کوتاه: تاثیر خیلی زیاد یا خیلی کم بر هزینه و قابلیت اطمینان
دو ترانسفورماتور می توانند قدرت نامی و ولتاژ یکسان داشته باشند اما در یک سیستم بسیار متفاوت رفتار می کنند. یکی از دلایل اصلی این امر مانع اتصال کوتاه است.
این پارامتر بر جریان خطای احتمالی، تنظیم ولتاژ، هماهنگی حفاظت، راه اندازی موتور و تقسیم بار موازی تأثیر می گذارد.کابل ها و تجهیزات دیگر اطراف ترانسفورماتور.
یک مقدار پایین تر یا بالاتر می تواند هر دو منطقی باشد، بسته به سیستم. مشکلات معمولاً زمانی بوجود می آیند که مانع بدون مراجعه به مطالعه مدار کوتاه انتخاب شود.مشخصات بار و طراحی حفاظت.
![]()
موانع مدار کوتاه معمولاً به صورت درصد بیان می شود. در طول آزمایش، یک پیچ کوتاه می شود و ولتاژ کاهش یافته به پیچ دیگر اعمال می شود تا جریان فعلی نامشخص.ولتاژ اعمال شده، که به صورت درصد از ولتاژ نامی بیان می شود، مقدار مقاومت ترانسفورماتور است.
به عنوان مثال، یک ترانسفورماتور با مقاومت 5٪ نیاز به حدود 5٪ ولتاژ نامی برای تولید جریان نامی در شرایط آزمایش مدار کوتاه دارد.
بدون توجه به مقاومت سیستم رو به جلو، جریان نقص متماثل اولیه در پایانه های ترانسفورمور می تواند به صورت زیر تخمین زده شود:
Isc ≈ Irat ÷ Zpu
یک مقاومت ۵٪ تقریباً به ۲۰ برابر جریان نامی معادل است. یک مقاومت ۸٪ تقریباً به ۱۲٫۵ برابر جریان نامی معادل است.جریان خطای سیستم واقعی نیز به مقاومت منبع بستگی دارد، مقاومت هادی، روش زمین گیری و نسبت X/R سیستم.
![]()
مقاومت پایین تر به طور کلی تنظیم ولتاژ را بهبود می بخشد. کاهش ولتاژ در سراسر ترانسفورماتور تحت بار کمتر است، که می تواند در راه اندازی موتور کمک کند،جمع آوری بار بزرگ و کاربردهایی که نسبت به تغییرات ولتاژ حساس هستند.
این تعادل جریان خطای احتمالی بالاتر است. قطع کننده های مدار ممکن است به ظرفیت وقفه بیشتری نیاز داشته باشند، در حالی که بسبارها، کابل ها و دستگاه های سوئیچ باید به وظیفه کوتاه مدت بیشتری مقاومت کنند.
در داخل ترانسفورماتور، یک نقص از طریق ایجاد می کند نیروهای الکترومغناطیسی قوی بر روی پیچ ها. این نیروهای به سرعت با جریان نقص افزایش می یابد و می تواند هدایت کننده های پیچ، فاصله،لوله ها و سازه های قفلنقص های تکراری خارجی ممکن است خطر جابجایی پیچ و تاب یا تغییر مکانیکی را افزایش دهد اگر ترانسفورمور و سیستم حفاظت به خوبی هماهنگ نباشند.
مقاومت پایین نیز می تواند هزینه پروژه را خارج از ترانسفورماتور افزایش دهد.سیستم های اتوبوس قوی تر و اقدامات اضافی محدود کننده جریان ممکن است هزینه بیشتری از طراحی ترانسفورمور خود صرفه جویی کند.
![]()
مقاومت بالاتر جریان خطای را محدود می کند. این می تواند وظیفه قطع کننده را در قطعات قطع کننده قرار دهد و استرس مدار کوتاه در تجهیزات پایین را کاهش دهد.
نگرانی اصلی کاهش ولتاژ است. تحت بار سنگین، راه اندازی موتور یا برداشت ناگهانی بار، یک ترانسفورماتور با مقاومت بالا ممکن است کاهش ولتاژ بیشتری ایجاد کند. این می تواند بر شتاب موتور تأثیر بگذارد،کار کردن کانتاکتور، تجهیزات پردازش و سایر بارهای حساس به ولتاژ.
موانع بالا همچنین می تواند جریان خطا را به سطحی کاهش دهد که هماهنگی حفاظت را دشوارتر می کند.تنظیمات رله و فیوز ممکن است نیاز به بررسی دقیق تر برای حفظ حساسیت کافی و زمان پاکسازی داشته باشد..
یک مقدار مقاومت بالاتر به طور خودکار به معنای تلفات ترانسفورماتور بالاتر یا قابلیت اطمینان پایین تر نیست.ترتیب هادی و طراحی حرارتیبا این حال، یک مقاومت سفارشی فوق العاده بالا ممکن است نیاز به کار طراحی اضافی داشته باشد و می تواند اگر جریان نشت به درستی مدیریت نشود، از دست دادن گمشده یا گرمایش محلی را افزایش دهد.
![]()
هیچ قاعده ساده ای وجود ندارد که بگوید یک ترانسفورماتور با مقاومت بالاتر یا پایین تر همیشه هزینه بیشتری خواهد داشت. رسیدن به یک مقاومت خاص پروژه ممکن است نیاز به تغییرات در ابعاد پیچ و تاب، ترتیب هادی داشته باشد.,عایق بندی، محافظ مغناطیسی و پشتیبانی ساختاری.
یک مقدار خارج از محدوده طراحی معمول سازنده اغلب نیاز به کنترل مهندسی و تولید اضافی دارد. تحملات مقاومت تنگ نیز می تواند هزینه های طراحی، مواد و آزمایش را افزایش دهد.
هزینه سیستم گسترده تر ممکن است قابل توجه تر باشد:
موانع کم ممکن است نیاز به قطع کننده های معیوب، دستگاه های سوئیچ و سیستم های اتوبوس داشته باشد.
موانع بالا ممکن است نیاز به پشتیبانی ولتاژ اضافی، تنظیمات مختلف راه اندازی موتور یا تغییرات در اندازه رسانا و تنظیمات حفاظت داشته باشد.
بنابراین برای تیم های خرید، پایین ترین قیمت خرید ترانسفورماتور ممکن است منجر به افزایش کل هزینه نصب شود اگر مانع انتخاب شده الزامات اضافی را به بقیه سیستم منتقل کند.
![]()
ترانسفورماتورهای موازی نیاز به نسبت ولتاژ سازگار، گروه های بردار، موقعیت نل و ویژگی های مقاومت دارند.آنها بار را به طور مساوی تقسیم نمی کنند..
برای دو ترانسفورماتور با امتیازات MVA یکسان، واحد با مقاومت پایین تر جریان بیشتری را حمل می کند. اگر یک ترانسفورماتور دارای مقاومت 5٪ و دیگری 7٪ باشد،واحد 5٪ سهم بیشتری از کل بار را در بر خواهد گرفت و ممکن است اولین ظرفیت نامینی خود را به دست آورد..
برای مطالعه دقیق عملکرد موازی، اندازه مقاومت به تنهایی کافی نیست. نسبت X / R، نسبت ولتاژ، تنظیم شیر و اتصال پیچ نیز بر اشتراک گذاری جریان و جریان گردش تاثیر می گذارد.
![]()
مقاومت مدار کوتاه یک پارامتر مهم سیستم است، اما نمی تواند به تنهایی برای قضاوت در مورد قابلیت اطمینان ترانسفورم استفاده شود.
برای طرح های کم مقاومت، قدرت مکانیکی پیچ و تاب و قابلیت مقاومت در معرض مدار کوتاه نیاز به توجه دقیق دارد. برای طرح های با مقاومت بالا، تنظیم ولتاژ، جریان نشت،حساسیت گرمایش محلی و حفاظت نیاز به بررسی دقیق تر.
طراحی عایق بندی، دمای هادی، کلیمپ پیچ، سازگاری تولید، آزمایشات معمول و زمان پاکسازی حفاظت همه به عملکرد طولانی مدت کمک می کنند.
موانع مناسب، مقادیر است که با کل سیستم الکتریکی کار می کند و می تواند در طراحی تایید شده تولید، آزمایش و نگهداری شود.
-
MVA نامی و پایه ظرفیت مورد استفاده برای ارزش مقاومت
-
ولتاژ نامی، فرکانس و جفت پیچ قابل استفاده
-
موقعیت نل که به عنوان مرجع مقاومت استفاده می شود
-
دمای مرجع برای ارزش تضمین شده و آزمایش شده
-
موانع هدف یا محدوده قابل قبول موانع
-
تحمل قابل اجرا بر اساس استاندارد حاکم یا مشخصات پروژه
-
نسبت X/R اگر برای مطالعات مدار کوتاه یا حفاظت مورد نیاز باشد
-
سطح خطای موجود در سیستم برق و مانع منبع در جریان بالا
-
الزامات راه اندازی موتور، جمع آوری بار بزرگ و تنظیم ولتاژ
-
الزامات کار موازی با ترانسفورماتورهای موجود یا آینده
-
گزارش آزمایش کارخانه و مقاومت اندازه گیری نهایی
برای ترانسفورماتورهای چند پیچ، RFQ باید مشخص کند که هر مقدار مقاومت برای کدام جفت پیچ اعمال می شود.یک مقدار درصد واحد ممکن است در صورتی که چندین خروجی ولتاژ یا پیچ و تاب ثالثی درگیر باشد کافی نباشد..
هیچ مانع شارتی "بهترین" جهانی وجود ندارد. یک مقدار پایین تر تنظیم ولتاژ را بهبود می بخشد اما جریان خطا را افزایش می دهد.یک مقدار بالاتر جریان خطا را محدود می کند اما باعث کاهش ولتاژ بیشتر می شود و ممکن است حفاظت یا بار را پیچیده کند.
مقدار نهایی باید از مطالعه ی مدار کوتاه سیستم، تجزیه و تحلیل تنظیم ولتاژ، هماهنگی حفاظت و برنامه ی عملیاتی حاصل شود.سپس تیم های تدارکات می توانند قیمت ترانسفورماتور را بر اساس کل تاثیر سیستم به جای قیمت ترانسفورماتور مقایسه کنند..
WINLEY از پروژه های توزیع و ترانسفورماتور قدرت در سراسر برنامه های مایع پر شده، پرد نصب شده، زیر ایستگاه و خشک پشتیبانی می کند.ما محصولات ترانسفورماتور گواهی UL / cUL تحت UL File E536138 ارائه می دهیمبسته به نوع محصول، پیکربندی و بازار هدف، ترانسفورماتورها همچنین می توانند با الزامات ANSI / IEEE، CSA، US DOE و NEMA طراحی شوند.
اطلاعات بیشتر در مورد راه حل های ترانسفورماتور WINLEY:
https://www.winley-electric.com/