Máy biến áp điện: các chế độ và giá trị vận hành định mức

Chế độ hoạt động danh nghĩa

Chế độ vận hành định mức của máy biến áp là chế độ mà máy biến áp được nhà chế tạo thiết kế. Xác định các điều kiện cho chế độ hoạt động danh định của máy biến áp là: điện áp danh định, công suất, dòng điện và tần số được ghi trên bảng tên của nó, cũng như các điều kiện danh định của môi trường làm mát.

Điện áp danh định của cuộn dây

Điện áp danh định của cuộn dây máy biến áp là điện áp mà chúng được thiết kế để hoạt động bình thường. Đối với máy biến áp hạ áp, điện áp danh định của cuộn sơ cấp bằng với điện áp danh định của các mạng điện tương ứng, tức là máy thu điện.

Đối với máy biến áp tăng áp nối trực tiếp với thanh cái hoặc đầu cực của máy phát điện, điện áp định mức của cuộn sơ cấp cao hơn 5% so với điện áp định mức của nguồn điện lưới tương ứng.Ở cuộn thứ cấp, định mức là điện áp pha thu được ở các đầu của cuộn thứ cấp của máy biến áp khi không tải và khi điện áp sơ cấp định mức được đặt vào các đầu của cuộn sơ cấp.

Vượt quá điện áp cung cấp cho các cực của đầu ra chính hoặc bất kỳ nhánh nào của cuộn sơ cấp không được phép vượt quá + 5% điện áp ghi trên bảng tên của máy biến áp cho đầu ra chính hoặc cho nhánh này.

sức mạnh định mức

Công suất định mức của máy biến áp là công suất mà máy biến áp có thể được tải liên tục trong suốt vòng đời của nó, thường được giả định là trong khoảng 20 - 25 năm.

Công suất danh định của máy biến áp có liên quan đến điều kiện nhiệt độ, nghĩa là nó phụ thuộc vào nhiệt độ đốt nóng cho phép của cuộn dây, điều kiện làm mát của máy biến áp, v.v.

Hầu hết các máy biến áp đều được làm mát bằng dầu (máy biến áp "dầu"). Trong những máy biến áp như vậy, lõi từ với cuộn dây được đặt trong thùng thép chứa đầy dầu máy biến áp, đây là loại dầu cách điện gốc khoáng có nguồn gốc từ dầu mỏ. Nhiệt tỏa ra trong các cuộn dây và lõi từ của máy biến áp trong quá trình hoạt động của nó được truyền với sự trợ giúp của dầu sang môi trường làm mát máy biến áp - không khí (làm mát bằng không khí) hoặc nước (làm mát bằng nước).

Đối với máy biến áp dầu làm mát bằng không khí được lắp đặt ở những nơi có nhiệt độ không khí cao nhất đạt + 35 ° C, độ tăng nhiệt trung bình của cuộn dây so với nhiệt độ không khí không được vượt quá + 70 ° C (được đo bằng phương pháp điện trở).Đối với máy biến áp gia dụng, độ tăng nhiệt của cuộn dây bằng + 70 ° C, tương ứng với tải danh định của chúng. Ở nhiệt độ không khí + 35 ° C, nhiệt độ gia nhiệt trung bình của cuộn dây máy biến áp là 70 ° + 35 ° = 105 ° C.

Nếu trong quá trình vận hành, nhiệt độ làm nóng của cuộn dây máy biến áp liên tục được duy trì ở mức + 105 ° C, thì như các nghiên cứu của nhà sản xuất cho thấy, tuổi thọ của nó sẽ không quá vài năm. Tuy nhiên, ở tải định mức của máy biến áp, nhiệt độ gia nhiệt của cuộn dây + 105 ° C sẽ chỉ không đổi nếu nhiệt độ không khí không đổi, bằng + 35 ° C.

Trên thực tế, nhiệt độ không khí xung quanh không bao giờ cố định mà thay đổi cả trong ngày và quanh năm, đó là lý do tại sao nhiệt độ đốt nóng của cuộn dây máy biến áp thay đổi trong khoảng từ + 105 ° C đến một số giá trị thấp hơn. Điều này tự nhiên kéo dài tuổi thọ của máy biến áp. Do đó, nhiệt độ cuộn dây tối đa + 105 ° C nêu trên nên được hiểu là giới hạn trên của nhiệt độ trung bình, được đo bằng điện trở, được chấp nhận để vận hành an toàn máy biến áp trong vài giờ mỗi ngày trong những ngày tương đối ít khi nhiệt độ môi trường đạt tối đa + 35 ° C.

Trong các máy biến áp không có tuần hoàn dầu cưỡng bức, mức tăng nhiệt độ lớn nhất của các lớp dầu phía trên (trên vỏ) so với nhiệt độ môi trường không được vượt quá 60 ° C. Ở nhiệt độ môi trường + 35 ° C, mức này tương ứng với mức cao nhất. quan sát (bằng nhiệt kế) nhiệt độ dầu + 95 ° C.Đối với máy biến áp có tuần hoàn dầu cưỡng bức, ví dụ như làm mát bằng dầu-nước, nhiệt độ dầu ở đầu vào của bộ làm mát dầu không được phép cao hơn 70 ° C. Đối với máy biến áp làm mát bằng dầu-không khí, nhiệt độ dầu tối đa cho phép được xác định từ nhà sản xuất.

Như đã nói, công suất định mức của máy biến áp nên được hiểu là công suất mà máy biến áp lắp đặt ngoài trời có thể được tải vĩnh viễn, trong điều kiện nhiệt độ danh định của môi trường làm mát, với làm mát bằng không khí, được định nghĩa là nhiệt độ của không khí thay đổi tự nhiên trong năm. Đối với các kiểu làm mát khác, các điều kiện nhiệt độ danh nghĩa của môi trường làm mát được xác định bởi nhà sản xuất máy biến áp.

Lưu ý rằng trước đây công suất định mức của máy biến áp lắp đặt ngoài trời được tính toán lại tùy thuộc vào nhiệt độ trung bình hàng năm của không khí làm mát. Kết quả của việc tính toán lại, ở nhiệt độ môi trường trung bình hàng năm dưới + 5 ° C, công suất danh định của máy biến áp tăng lên và ở nhiệt độ trung bình hàng năm trên + 5 ° C, ngược lại, nó giảm xuống.

Các nghiên cứu về ảnh hưởng của độ nhớt của dầu đối với việc làm mát máy biến áp cho thấy rằng việc tính toán lại như vậy là không cần thiết, vì ở nhiệt độ không khí thấp, độ nhớt của dầu tăng lên, do đó sự truyền nhiệt từ cuộn dây kém đi và ở nhiệt độ không khí cao ngược lại, độ nhớt của dầu giảm và sự truyền nhiệt từ các cuộn dây của máy biến áp tăng lên.

Ngoài việc lắp đặt ngoài trời, máy biến áp làm mát bằng không khí thường được đặt trong các phòng kín không được sưởi ấm - buồng trong đó thông gió tự nhiên thường được cung cấp để cung cấp không khí lạnh và loại bỏ không khí nóng thông qua các lỗ thông gió đặc biệt ở phần dưới và phần trên của máy. buồng, tương ứng. Mặc dù có hệ thống thông gió nhưng điều kiện làm mát của máy biến áp trong buồng vẫn kém hơn so với máy biến áp lắp đặt ngoài trời, điều này phần nào làm giảm tuổi thọ của chúng. Tuy nhiên, máy biến áp được lắp đặt trong buồng thông gió tự nhiên có thể được sạc liên tục ở công suất định mức ở nhiệt độ không khí trung bình hàng năm trong buồng lên tới 20 °C.

Dòng điện danh định của cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp được gọi là dòng điện được xác định bởi công suất danh định của cuộn dây tương ứng.

Dưới tải danh nghĩa hiểu tải bằng dòng điện danh nghĩa.

Ở chế độ làm việc của máy biến áp không quá tải ở bất kỳ vị trí nào của công tắc, cũng như với bất kỳ giá trị điện áp nào cung cấp cho cuộn sơ cấp (nhưng không cao hơn +5% giá trị điện áp của cuộn dây này), cuộn thứ cấp của máy biến áp có thể được tải không cao hơn dòng định mức.