В процессе выбора, приобретения, эксплуатации и технического обслуживания трансформатора технические параметры, указанные на паспортной табличке, являются основной основой для измерения производительности оборудования и оценки его соответствия требованиям применения. Для внешнеторгового персонала предприятий по производству трансформаторов точное понимание значения каждого параметра, факторов влияния и их взаимосвязи не только полезно для профессионального технического общения с клиентами, но также может взять на себя инициативу при проведении тендеров по проектам, подписании контрактов и решении проблем после-продажи. Технические параметры трансформатора охватывают электрические, тепловые, механические, изоляционные и другие размеры, а также ключевые параметры поясняются один за другим следующим образом.
Номинальная мощность — это один из основных параметров трансформатора, который представляет собой гарантированное значение полной мощности, которую трансформатор может выдавать непрерывно в течение длительного времени при определенных условиях окружающей среды и режиме работы, а ее единица измерения — кВА или МВА. Номинальная мощность отражает -нагрузочную способность трансформатора, и ее значение определяется совместно сечением сердечника, сечением проводника обмотки, классом изоляции и термостойкости, а также режимом охлаждения. Для трансформаторов с двойной-обмоткой номинальная мощность обычно относится к большей мощности первичной и вторичной обмоток; Для трехобмоточного трансформатора мощность каждой обмотки указывается отдельно. Например, 100/100/50 означает, что сторона высокого напряжения, сторона среднего напряжения и сторона низкого напряжения имеют разные мощности передачи мощности. Номинальная мощность тесно связана с потерей нагрузки, повышением температуры и другими параметрами. При работе на номинальной мощности превышение температуры каждой части трансформатора не должно превышать установленных пределов.
Номинальное напряжение — это опорное значение расчетного рабочего напряжения трансформатора, обычно относящееся к эффективному линейному напряжению первичной обмотки и вторичной обмотки в состоянии холостого хода, а единица измерения — вольты или киловольты. Номинальное напряжение, указанное на паспортной табличке трансформатора, обычно включает в себя значение напряжения, соответствующее переключателю ответвлений, например, 110 ± 2 × 2,5% кВ, что означает, что на стороне высокого напряжения можно регулировать две передачи выше и ниже номинального напряжения, а величина регулировки каждой передачи составляет 2,5% от номинального напряжения для адаптации к колебаниям напряжения сети. Номинальное напряжение определяет уровень изоляции и количество витков обмотки, а класс высокого напряжения предъявляет более строгие требования к изоляционным материалам, пути утечки и способности выдерживать грозовой импульс. При экспортной торговле особое внимание следует уделять классу номинального напряжения целевой страны или региона. Например, стандартное напряжение 10 кВ, 35 кВ и 110 кВ обычно принято в Китае и Европе, тогда как не-целочисленные значения напряжения 13,8 кВ, 34,5 кВ и 115 кВ распространены в Америке.
Номинальная частота относится к рабочей частоте, на которой основана конструкция трансформатора, а номинальная частота большинства силовых трансформаторов составляет 50 Гц или 60 Гц. Частота напрямую влияет на плотность магнитного потока и гистерезисные потери железного сердечника. Если к сети 60 Гц подключить трансформатор, рассчитанный на частоту 50 Гц, ток возбуждения уменьшится, а также изменятся потери на холостом ходу. Как правило, его можно использовать в течение короткого времени, но выходная мощность будет снижена; И наоборот, когда трансформатор с частотой 60 Гц используется в системе с частотой 50 Гц, сердечник может сильно нагреваться из-за насыщения плотности магнитного потока, и его не следует произвольно использовать на разных частотах. В международной торговле частота сети на территории клиента должна быть подтверждена заранее, и электромагнитное проектирование должно быть выполнено соответствующим образом.
Потери без-нагрузки относятся к активной мощности, потребляемой трансформатором, когда вторичная сторона разомкнута, а к первичной стороне приложено номинальное напряжение и номинальная частота, а единица измерения - кВт или ватт. Потери без нагрузки-в основном состоят из потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи железного сердечника, поэтому их часто называют потерями в железе. Поскольку потери на холостом ходу почти не меняются с нагрузкой, пока трансформатор находится в состоянии возбуждения, эта часть потерь будет продолжать существовать, поэтому она составляет важную долю в энергопотреблении трансформатора в течение всего жизненного цикла. Основные средства снижения потерь на холостом ходу включают использование листов кремнистой стали или материалов сердечника из аморфного сплава с высокой магнитной проводимостью и низкими потерями, а также оптимизацию структуры соединения сердечника и процесса отжига. В контексте все более строгих стандартов энергоэффективности отсутствие-потерь нагрузки часто является показателем, на который обращают внимание клиенты.
Потери в нагрузке, также известные как потери при коротком замыкании, относятся к активной мощности, потребляемой при коротком замыкании-вторичной обмотки трансформатора и токе номинальной частоты, подаваемом на первичную обмотку до номинального значения в киловаттах или ваттах. Потери нагрузки включают потери сопротивления постоянному току проводника обмотки, потери на вихревые токи обмотки, вызванные потоком утечки, потери циркулирующего тока и паразитные потери в деталях конструкции. Потери в нагрузке пропорциональны квадрату тока нагрузки и значительно возрастают с увеличением мощности трансформатора. Чтобы уменьшить потери нагрузки, в конструкции можно использовать транспонированный проводник для подавления циркуляции, увеличить площадь сечения проводника для уменьшения сопротивления и разумно расположить взаимное расположение обмоток ВН и НН для уменьшения плотности потока рассеяния. Сумма потерь нагрузки и потерь без нагрузки составляет общие потери трансформатора, которые напрямую определяют экономичность работы.
Ток холостого хода- — это эффективное значение тока, протекающего через первичную обмотку, когда вторичная сторона трансформатора разомкнута, а на первичную сторону подается номинальное напряжение, которое обычно выражается в процентах от номинального тока. Ток холостого хода в основном используется для установления основного магнитного потока в сердечнике, а его величина зависит от магнитных свойств и структуры магнитной цепи материала сердечника. Ток холостого хода высококачественных трансформаторов обычно контролируется в пределах от 0,5 % до 2 % от номинального тока. Чрезмерный ток холостого хода снизит коэффициент мощности, увеличит потери реактивной мощности и даже вызовет колебания напряжения в электросети. Активная составляющая тока холостого хода соответствует потерям холостого хода, а реактивная составляющая используется для возбуждения. Когда трансформатор работает параллельно, разница токов холостого хода не влияет на распределение нагрузки, но может использоваться для определения того, имеет ли железный сердечник локальное короткое замыкание или неисправность магнитной цепи.
Напряжение импеданса является чрезвычайно важным параметром трансформатора, также известным как процент сопротивления короткого замыкания. Это процентное соотношение напряжения, приложенного на первичной стороне, к номинальному напряжению, когда вторичная обмотка короткозамкнута-и напряжение номинальной частоты подается на первичную обмотку до тех пор, пока ток не достигнет номинального значения. Напряжение импеданса отражает совокупный эффект внутреннего реактивного сопротивления утечки и сопротивления трансформатора с типичным значением 4% - 20%, низким значением для трансформатора малой мощности и высоким значением для трансформатора большой мощности. Напряжение импеданса определяет скорость регулирования напряжения и ток короткого-замыкания трансформатора под нагрузкой: чем меньше напряжение импеданса, тем меньше колебания выходного напряжения под нагрузкой, но ток короткого-замыкания будет значительно увеличиваться, создавая угрозу динамической устойчивости и термической устойчивости самого трансформатора и электросети; Чем выше напряжение импеданса, тем ограничен ток короткого замыкания, но плохая регулировка напряжения. При параллельной работе трансформаторов напряжение импеданса каждого трансформатора должно быть близким к одному, иначе распределение нагрузки будет неравномерным, и трансформатор с меньшим сопротивлением будет нести слишком большую долю нагрузки.
Класс изоляции и пределы превышения температуры являются ключевыми параметрами для оценки теплового срока службы трансформатора. Изоляционные материалы трансформаторов подразделяются на различные классы в зависимости от температуры термостойкости, включая класс A (105 градусов), класс E (120 градусов), класс B (130 градусов), класс F (155 градусов), класс H (180 градусов) и класс C (выше 220 градусов). Класс изоляции сухого-трансформатора обычно – F или H, а масляного-погружного трансформатора – в основном A, но тепло-стойкие свойства минерального масла могут работать при температуре 105 градусов в течение длительного времени после сопоставления с целлюлозной изоляционной бумагой. Предел повышения температуры относится к разнице между температурой определенной части трансформатора и температурой окружающей среды, а не к абсолютной температуре. В соответствии с IEC и большинством национальных стандартов, средний предел повышения температуры масляной -обмотки трансформатора составляет 65 К, а верхний предел повышения температуры масла составляет 55 К (при температуре окружающей среды 40 градусов); Средний предел повышения температуры обмотки для изоляции класса F сухих трансформаторов -типа составляет 100 К, а класса H - 125 К. Строгий контроль повышения температуры является обязательным условием достижения расчетного срока службы изоляции трансформатора (обычно от 20 до 30 лет), поскольку скорость старения увеличивается примерно вдвое каждый раз, когда изоляционный материал превышает свою выдерживаемую температуру на 8–10 градусов C.
Группа соединений относится к режиму подключения каждой фазной обмотки трансформатора и определению соотношения фаз напряжения между первичной и вторичной сторонами. Обычно он состоит из букв и цифр, таких как Dyn11, Yyn0, YNd11 и т. д. Первая буква обозначает метод подключения обмотки высокого - напряжения: D — метод соединения треугольником, Y — метод соединения звездой, YN — метод соединения звездой с нейтральной точкой; Вторая буква обозначает способ подключения обмотки НН по тому же правилу; На рисунке представлена разность фаз между сетевым напряжением вторичной стороны и линейным напряжением первичной стороны, которая представлена методом часов, т.е. угол запаздывания получается путем умножения этой цифры на 30 градусов. Группа подключения влияет на параллельную работу, подавление гармоник и режим заземления нейтрали трансформатора. Например, распределительный трансформатор подключения Dyn11 может обеспечить путь прохождения тока нулевой последовательности, что способствует питанию несбалансированной нагрузки. Между тем, третья гармоника может быть включена в обмотку треугольником для улучшения формы волны напряжения. В экспортной торговле заказчики часто указывают группы соединений, которые должны быть спроектированы строго в соответствии с требованиями.
Помимо вышеуказанных параметров, важными техническими показателями для измерения качества трансформатора являются устойчивость к короткому замыканию, частичный разряд, сопротивление изоляции и коэффициент диэлектрических потерь. Устойчивость к короткому-замыканию должна быть проверена испытанием на внезапное короткое-замыкание. Требуется, чтобы трансформатор не подвергался остаточной деформации и повреждению изоляции после многократного воздействия номинального тока при коротком-замыкании. Частичный разряд – это небольшой разряд, вызванный концентрацией электрического поля в изоляционной конструкции. Длительный-частичный разряд приведет к ухудшению изоляции. Как правило, частичный разряд трансформатора высокого-напряжения должен контролироваться ниже 100 пико. Сопротивление изоляции и коэффициент поглощения отражают степень высыхания и очистки изоляционной системы, а коэффициент диэлектрических потерь используется для оценки общего старения и состояния влажности изоляции.
Персонал, занимающийся внешней торговлей трансформаторами, знаком с физическим значением, стандартными пределами и взаимоотношениями взаимных ограничений вышеуказанных технических параметров, что может эффективно помочь клиентам сделать научный и разумный технический выбор. Например, если клиентам требуются очень низкие-потери на холостом ходу, их следует проинформировать о том, что могут потребоваться сердечники из аморфного сплава, но это приведет к более высоким первоначальным затратам и немного большему объему; Когда заказчик хочет снизить сопротивление напряжения для улучшения регулирования напряжения, необходимо синхронно оценить требования повышенного тока короткого замыкания на защитном оборудовании. Стандартные системы в разных странах и регионах имеют разные методы испытаний и допуски для одного и того же параметра, например, стандарт IEC и стандарт ANSI/IEEE содержат разные положения в отношении опорной температуры импедансного напряжения, продолжительности испытаний на короткое замыкание и т. д., а применимая стандартная версия должна быть явно указана в технических условиях контракта. Овладение этими знаниями не только помогает улучшить технические коммуникационные возможности во внешнеторговом бизнесе, но также предоставляет клиентам ценные услуги, выходящие за рамки самого продукта.
