वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर - ऑपरेशन आणि अनुप्रयोगाचे सिद्धांत

उर्जा प्रणालींसह कार्य करताना, ठराविक विद्युत परिमाणांना समानुपातिक बदललेल्या मूल्यांसह समान analogues मध्ये रूपांतरित करणे आवश्यक असते. हे आपल्याला इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्समध्ये काही प्रक्रियांचे अनुकरण करण्यास आणि सुरक्षितपणे मोजमाप करण्यास अनुमती देते.

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर (सीटी) चे ऑपरेशन यावर आधारित आहे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनचा नियमइलेक्ट्रिक आणि चुंबकीय क्षेत्रांमध्ये कार्य करणे पर्यायी सायनसॉइडल परिमाणांच्या हार्मोनिक्सच्या स्वरूपात बदलते.

हे पॉवर सर्किटमध्ये वाहणाऱ्या वर्तमान व्हेक्टरच्या प्राथमिक मूल्याला दुय्यम कमी मूल्यामध्ये रूपांतरित करते, मॉड्यूलस आनुपातिकता आणि अचूक कोन ट्रांसमिशनचा आदर करते.

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत

ट्रान्सफॉर्मरच्या आतील विद्युत उर्जेच्या परिवर्तनादरम्यान होणाऱ्या प्रक्रियेचे प्रात्यक्षिक आकृतीद्वारे स्पष्ट केले आहे.

वर्तमान I1 त्याच्या प्रतिबाधा Z1 वर मात करून, w1 वळणांच्या संख्येसह पॉवर प्राथमिक विंडिंगमधून वाहते.या कॉइलभोवती एक चुंबकीय प्रवाह F1 तयार होतो, जो वेक्टर I1 च्या दिशेला लंब असलेल्या चुंबकीय सर्किटद्वारे पकडला जातो. हे अभिमुखता चुंबकीय उर्जेमध्ये रूपांतरित झाल्यावर विद्युत उर्जेचे किमान नुकसान सुनिश्चित करते.

विंडिंग w2 च्या लंबवत स्थित वळणांना ओलांडताना, फ्लक्स F1 त्यांच्यामध्ये इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स E2 प्रेरित करते, ज्याच्या प्रभावाखाली दुय्यम विंडिंगमध्ये विद्युत I2 उद्भवते, कॉइल Z2 आणि कनेक्टेड आउटपुट लोड Zn च्या प्रतिबाधावर मात करते. या प्रकरणात, दुय्यम सर्किटच्या टर्मिनल्सवर व्होल्टेज ड्रॉप U2 तयार होतो.

व्हेक्टर I1/I2 ट्रान्सफॉर्मेशन गुणांकाच्या गुणोत्तरानुसार K1 या परिमाणाला ओळखले जाते... त्याचे मूल्य उपकरणांच्या डिझाइन दरम्यान सेट केले जाते आणि तयार संरचनांमध्ये मोजले जाते. वास्तविक मॉडेल्सचे निर्देशक आणि गणना केलेल्या मूल्यांमधील फरकांचे मूल्यांकन सध्याच्या ट्रान्सफॉर्मरच्या मेट्रोलॉजिकल वैशिष्ट्यांद्वारे केले जाते - अचूकता वर्ग.

वास्तविक ऑपरेशनमध्ये, कॉइलमधील प्रवाहांची मूल्ये स्थिर मूल्ये नसतात. म्हणून, परिवर्तन गुणांक सामान्यतः नाममात्र मूल्यांद्वारे दर्शविला जातो. उदाहरणार्थ, त्याच्या 1000/5 अभिव्यक्तीचा अर्थ असा आहे की 1 किलोअँपियरच्या प्राथमिक ऑपरेटिंग करंटसह, 5 अँपिअर लोड दुय्यम वळणांमध्ये कार्य करतील. ही मूल्ये या वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरच्या दीर्घकालीन कामगिरीची गणना करण्यासाठी वापरली जातात.

दुय्यम प्रवाह I2 पासून चुंबकीय प्रवाह F2 चुंबकीय सर्किटमध्ये फ्लक्स F1 चे मूल्य कमी करते. या प्रकरणात, त्यामध्ये तयार केलेल्या ट्रान्सफॉर्मर Ф मधील प्रवाह Ф1 आणि Ф2 वेक्टरच्या भौमितिक योगाद्वारे निर्धारित केला जातो.

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरच्या ऑपरेशन दरम्यान घातक घटक

इन्सुलेशन अयशस्वी झाल्यास उच्च व्होल्टेज संभाव्यतेमुळे प्रभावित होण्याची क्षमता

TT चे चुंबकीय सर्किट धातूचे बनलेले असल्याने, त्याची चालकता चांगली आहे आणि चुंबकीयरित्या इन्सुलेटेड विंडिंग्ज (प्राथमिक आणि दुय्यम) एकमेकांशी जोडत असल्याने, इन्सुलेशन थर तुटल्यास कर्मचार्‍यांना किंवा उपकरणांना विद्युत शॉक लागण्याचा धोका वाढतो.

अशा परिस्थितींना प्रतिबंध करण्यासाठी, अपघात झाल्यास ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम टर्मिनलपैकी एकाचे ग्राउंडिंग उच्च व्होल्टेज क्षमता काढून टाकण्यासाठी वापरले जाते.

हे टर्मिनल नेहमी डिव्हाइसच्या गृहनिर्माण वर चिन्हांकित केले जाते आणि कनेक्शन आकृत्यांवर सूचित केले जाते.

दुय्यम सर्किट अयशस्वी झाल्यास उच्च व्होल्टेज संभाव्यतेमुळे प्रभावित होण्याची शक्यता

दुय्यम वळणाचे निष्कर्ष «I1» आणि «I2» ने चिन्हांकित केले आहेत, त्यामुळे वाहणाऱ्या प्रवाहांची दिशा ध्रुवीय आहे, सर्व वळणांमध्ये एकसारखी असते. ट्रान्सफॉर्मर चालू असताना, ते नेहमी लोडशी जोडलेले असणे आवश्यक आहे.

हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले आहे की प्राथमिक विंडिंगमधून जाणार्‍या करंटमध्ये उच्च संभाव्य शक्ती (S = UI) असते, जी कमी नुकसानासह दुय्यम सर्किटमध्ये रूपांतरित होते आणि जेव्हा त्यात व्यत्यय येतो तेव्हा वर्तमान घटक मूल्यांमध्ये झपाट्याने कमी होतो. वातावरणातून गळती होते, परंतु त्याच वेळी गळतीमुळे तुटलेल्या विभागातील ताण लक्षणीयरीत्या वाढतो.

प्राथमिक लूपमधील विद्युत् प्रवाहादरम्यान दुय्यम वळणाच्या खुल्या संपर्कातील संभाव्यता अनेक किलोव्होल्टपर्यंत पोहोचू शकते, जे खूप धोकादायक आहे.

म्हणून, वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरचे सर्व दुय्यम सर्किट नेहमी सुरक्षितपणे एकत्र केले जाणे आवश्यक आहे आणि शंट शॉर्ट-सर्किट नेहमी सेवेतून बाहेर काढलेल्या विंडिंग किंवा कोरवर स्थापित करणे आवश्यक आहे.

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर सर्किट्समध्ये वापरलेले डिझाइन सोल्यूशन्स

प्रत्येक वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर, इलेक्ट्रिकल उपकरण म्हणून, इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्सच्या ऑपरेशन दरम्यान काही समस्या सोडवण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. उद्योग त्यांच्या मोठ्या वर्गीकरणाचे उत्पादन करतो. तथापि, काही प्रकरणांमध्ये, संरचना सुधारताना, नवीन डिझाइन आणि उत्पादन करण्यापेक्षा सिद्ध तंत्रज्ञानासह तयार मॉडेल वापरणे सोपे आहे.

सिंगल-टर्न टीटी (प्राथमिक सर्किटमध्ये) तयार करण्याचा सिद्धांत मूलभूत आहे आणि डावीकडील फोटोमध्ये दर्शविला आहे.

येथे प्राथमिक वळण, इन्सुलेशनने झाकलेले आहे, ट्रान्सफॉर्मरच्या चुंबकीय सर्किटमधून जाणारी सरळ रेषेची बस L1-L2 बनलेली आहे आणि दुय्यम त्याच्या भोवती वळणे आणि लोडशी जोडलेली आहे.

दोन कोरसह मल्टी-टर्न सीटी तयार करण्याचे सिद्धांत उजवीकडे दर्शविले आहे. येथे दोन सिंगल-टर्न ट्रान्सफॉर्मर त्यांच्या दुय्यम सर्किट्ससह घेतले जातात आणि त्यांच्या चुंबकीय सर्किट्समधून पॉवर विंडिंगची विशिष्ट संख्या पार केली जाते. अशा प्रकारे, केवळ शक्तीच वाढविली जात नाही तर आउटपुट कनेक्टेड सर्किट्सची संख्या आणखी वाढविली जाते.

ही तीन तत्त्वे वेगवेगळ्या प्रकारे बदलली जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, स्वतंत्र, स्वतंत्र दुय्यम सर्किट तयार करण्यासाठी एकाच चुंबकीय सर्किटभोवती अनेक समान कॉइलचा वापर व्यापक आहे जे स्वायत्तपणे कार्य करतात. त्यांना न्यूक्ली असे म्हणतात. अशाप्रकारे, वेगवेगळ्या उद्देशाने स्विचेस किंवा लाईन्स (ट्रान्सफॉर्मर) चे संरक्षण एका वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरच्या वर्तमान सर्किट्सशी जोडलेले आहे.

सामर्थ्यशाली चुंबकीय सर्किटसह एकत्रित वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर, उपकरणे आणीबाणी मोडमध्ये वापरले जातात आणि नेहमीच्या, नाममात्र नेटवर्क पॅरामीटर्सवर मोजण्यासाठी डिझाइन केलेले, पॉवर उपकरण उपकरणांमध्ये कार्य करतात.रेबारभोवती गुंडाळलेल्या कॉइल्सचा वापर संरक्षणात्मक उपकरणे चालवण्यासाठी केला जातो, तर पारंपारिक कॉइलचा वापर विद्युत् प्रवाह किंवा शक्ती/प्रतिरोध मोजण्यासाठी केला जातो.

त्यांना असे म्हणतात:

• निर्देशांक «P» (रिले) सह चिन्हांकित संरक्षणात्मक कॉइल;

• मेट्रोलॉजिकल अचूकता वर्ग टीटीच्या संख्येद्वारे दर्शविलेले मापन, उदाहरणार्थ «०.५».

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरच्या सामान्य ऑपरेशन दरम्यान संरक्षणात्मक विंडिंग्स 10% च्या अचूकतेसह प्राथमिक वर्तमान वेक्टरचे मापन प्रदान करतात. या मूल्यासह, त्यांना "दहा टक्के" म्हणतात.

मापन त्रुटी

ट्रान्सफॉर्मरची अचूकता निर्धारित करण्याचे सिद्धांत आपल्याला फोटोमध्ये दर्शविलेल्या त्याच्या समतुल्य सर्किटचे मूल्यांकन करण्यास अनुमती देते. त्यामध्ये, प्राथमिक परिमाणांची सर्व मूल्ये सशर्तपणे दुय्यम लूपमध्ये क्रिया करण्यासाठी कमी केली जातात.

समतुल्य सर्किट विंडिंगमध्ये कार्यरत असलेल्या सर्व प्रक्रियांचे वर्णन करते, वर्तमान I सह कोरचे चुंबकीकरण करण्यासाठी खर्च केलेली ऊर्जा विचारात घेते.

त्याच्या आधारावर तयार केलेला वेक्टर आकृती (त्रिकोण SB0) दर्शवितो की वर्तमान I2 हे I'1 च्या मूल्यांपेक्षा वेगळे आहे आणि I च्या मूल्याशी (चुंबकीकरण).

हे विचलन जितके मोठे असेल तितकी वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरची अचूकता कमी असेल. CT मापन त्रुटी लक्षात घेण्यासाठी, खालील संकल्पना सादर केल्या आहेत:

• टक्केवारी म्हणून व्यक्त केलेली सापेक्ष वर्तमान त्रुटी;

• रेडियनमधील कंस लांबी AB वरून मोजलेली कोनीय त्रुटी.

प्राथमिक आणि दुय्यम वर्तमान सदिशांच्या विचलनाचे परिपूर्ण मूल्य AC विभागाद्वारे निर्धारित केले जाते.

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर्सचे सामान्य औद्योगिक डिझाईन्स 0.2 च्या वैशिष्ट्यांद्वारे परिभाषित केलेल्या अचूकता वर्गांमध्ये ऑपरेट करण्यासाठी तयार केले जातात; 0.5; 1.0; 3 आणि 10%.

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरचा व्यावहारिक अनुप्रयोग

त्यांच्या मॉडेल्सची वैविध्यपूर्ण संख्या एका लहान केसमध्ये असलेल्या लहान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये आणि अनेक मीटरच्या महत्त्वपूर्ण परिमाणे व्यापलेल्या ऊर्जा उपकरणांमध्ये दोन्ही आढळू शकते. ते ऑपरेशनल वैशिष्ट्यांनुसार विभागले गेले आहेत.

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरचे वर्गीकरण

करारानुसार, ते विभागले गेले आहेत:

• मापन, मापन यंत्रांमध्ये प्रवाहांचे हस्तांतरण;
• संरक्षित, वर्तमान संरक्षणात्मक सर्किटशी जोडलेले;
• उच्च श्रेणीच्या अचूकतेसह प्रयोगशाळा;
• री-रूपांतरणासाठी वापरलेले मध्यस्थ.

ऑपरेटिंग सुविधा असताना, टीटी वापरली जाते:

• मैदानी मैदानी स्थापना;

• बंद स्थापनेसाठी;

• अंगभूत उपकरणे;

• वरून - स्लीव्ह घाला;

• पोर्टेबल, तुम्हाला वेगवेगळ्या ठिकाणी मोजमाप घेण्यास अनुमती देते.

टीटी उपकरणाच्या ऑपरेटिंग व्होल्टेजच्या मूल्यानुसार आहेतः

• उच्च व्होल्टेज (1000 व्होल्टपेक्षा जास्त);

• नाममात्र व्होल्टेज मूल्यांसाठी 1 किलोव्होल्ट पर्यंत.

तसेच, वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर्सचे वर्गीकरण इन्सुलेशन सामग्रीच्या पद्धतीनुसार, परिवर्तनाच्या चरणांची संख्या आणि इतर वैशिष्ट्यांनुसार केले जाते.

कामे पूर्ण केली

बाह्य मोजमाप करंट ट्रान्सफॉर्मर्सचा वापर इलेक्ट्रिकल सर्किट्सच्या ऑपरेशनसाठी विद्युत उर्जा मोजण्यासाठी, मोजमाप आणि रेषा किंवा पॉवर ऑटोट्रान्सफॉर्मर्सच्या संरक्षणासाठी केला जातो.

खालील फोटो लाइनच्या प्रत्येक टप्प्यासाठी त्यांचे स्थान आणि पॉवर ऑटोट्रान्सफॉर्मरसाठी 110 केव्ही स्विचगियरच्या टर्मिनल बॉक्समध्ये दुय्यम सर्किट्सची स्थापना दर्शविते.

बाह्य स्विचगियर-330 केव्हीच्या वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर्सद्वारे समान कार्ये केली जातात, परंतु उच्च व्होल्टेज उपकरणांची जटिलता लक्षात घेता, त्यांची परिमाणे खूप मोठी आहेत.

पॉवर उपकरणांवर, वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरचे एम्बेड केलेले डिझाइन बहुतेकदा वापरले जातात, जे पॉवर प्लांटच्या केसिंगवर थेट ठेवलेले असतात.

सीलबंद घरामध्ये उच्च व्होल्टेज बुशिंगच्या आसपास ठेवलेल्या लीड्ससह त्यांच्याकडे दुय्यम विंडिंग आहेत. CT clamps मधील केबल्स येथे जोडलेल्या टर्मिनल बॉक्सेस कडे नेल्या जातात.

अंतर्गत उच्च-व्होल्टेज करंट ट्रान्सफॉर्मर बहुतेकदा विशेष ट्रान्सफॉर्मर तेल इन्सुलेटर म्हणून वापरतात. अशा डिझाइनचे उदाहरण 35 kV वर ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या TFZM मालिकेच्या वर्तमान ट्रान्सफॉर्मरसाठी फोटोमध्ये दर्शविले आहे.

बॉक्सच्या निर्मितीमध्ये 10 केव्ही पर्यंत आणि त्यासह, घन डायलेक्ट्रिक सामग्रीचा वापर विंडिंग्स दरम्यान इन्सुलेशनसाठी केला जातो.

KRUN, बंद स्विचगियर आणि इतर प्रकारच्या स्विचगियरमध्ये वापरल्या जाणार्‍या वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर TPL-10 चे उदाहरण.

110 kV सर्किट ब्रेकरसाठी REL 511 प्रोटेक्शन कोरपैकी एकाचे दुय्यम वर्तमान सर्किट जोडण्याचे उदाहरण सरलीकृत आकृतीसह दर्शविले आहे.

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर दोष आणि ते कसे शोधायचे

लोडशी जोडलेला वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर थर्मल ओव्हरहाटिंग, अपघाती यांत्रिक प्रभाव किंवा खराब स्थापनेमुळे विंडिंग्सच्या इन्सुलेशन किंवा त्यांच्या चालकतेचा विद्युत प्रतिकार तोडू शकतो.

ऑपरेशनल उपकरणांमध्ये, इन्सुलेशन बहुतेकदा खराब होते, परिणामी विंडिंग्सचे टर्न-टू-टर्न शॉर्ट-सर्किटिंग (प्रेषित शक्ती कमी होणे) किंवा यादृच्छिकपणे तयार केलेल्या शॉर्ट-सर्किट सर्किट्समधून गळती करंटची घटना घडते.

पॉवर सर्किटच्या खराब-गुणवत्तेच्या स्थापनेची ठिकाणे ओळखण्यासाठी, थर्मल इमेजरसह कार्यरत सर्किटची तपासणी वेळोवेळी केली जाते.त्यांच्या आधारे, तुटलेल्या संपर्कांचे दोष त्वरित काढून टाकले जातात, उपकरणांचे ओव्हरहाटिंग कमी होते.

रिले संरक्षण आणि ऑटोमेशन प्रयोगशाळांच्या तज्ञांद्वारे वळण ते वळण बंद करण्याची अनुपस्थिती तपासली जाते:

• वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य घेणे;

• बाह्य स्त्रोताकडून ट्रान्सफॉर्मर चार्ज करणे;

• कार्यरत योजनेतील मुख्य पॅरामीटर्सचे मोजमाप.

ते परिवर्तन गुणांकाच्या मूल्याचे देखील विश्लेषण करतात.

सर्व कामांमध्ये, प्राथमिक आणि दुय्यम वर्तमान व्हेक्टरमधील गुणोत्तर परिमाणानुसार मोजले जाते. मेट्रोलॉजिकल प्रयोगशाळांमध्ये वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर तपासण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या उच्च-परिशुद्धता फेज मापन उपकरणांच्या अभावामुळे त्यांचे कोन विचलन केले जात नाही.

डायलेक्ट्रिक गुणधर्मांच्या उच्च-व्होल्टेज चाचण्या इन्सुलेशन सेवा प्रयोगशाळेच्या तज्ञांना नियुक्त केल्या जातात.