Tehomuuntajat: nimelliset toimintatilat ja arvot

Nimellinen toimintatapa

Muuntajan nimelliskäyttötila on tila, jota varten valmistaja on suunnitellut muuntajan. Muuntajan nimelliskäyttötavan määrääviä ehtoja ovat: sen tyyppikilvessä ilmoitettu nimellisjännite, teho, virrat ja taajuus sekä jäähdytysaineen nimellisolosuhteet.

Käämien nimellisjännite

Muuntajan käämien nimellisjännitteet ovat jännitteitä, joilla ne on suunniteltu normaaliin toimintaan. Asennusmuuntajilla ensiökäämien nimellisjännitteet ovat yhtä suuria kuin vastaavien sähköverkkojen nimellisjännitteet, ts. sähköiset vastaanottimet.

Generaattorin virtakiskoihin tai liittimiin suoraan kytketyillä nosto- ja alas-muuntajilla ensiökäämien nimellisjännitteet ovat 5 % korkeammat kuin vastaavien verkkojen nimellisjännitteet.Toisiokäämeissä nimellisarvo on vaihejännite, joka saadaan muuntajan toisiokäämien navoissa, kun se on kuormittamaton ja kun ensiökäämin napoihin syötetään nimellinen ensiöjännite.

Päälähdön liittimiin tai ensiökäämin mihin tahansa haaraan syötettävän jännitteen ylittäminen on sallittu enintään + 5 % päälähdön tai tämän haaran muuntajan tyyppikilvessä ilmoitetusta jännitteestä.

Nimellisvoimakkuus

Muuntajan nimellisteho on teho, jolla muuntajaa voidaan kuormittaa jatkuvasti koko sen elinkaaren ajan, yleensä oletetaan olevan luokkaa 20–25 vuotta.

Muuntajan nimellisteho liittyy lämpötilaolosuhteisiin, eli se riippuu sen käämien sallitusta lämmityslämpötilasta, muuntajan jäähdytysolosuhteista jne. Tutustutaanpa näihin lämpötilaolosuhteisiin tarkemmin.

Useimmat muuntajat ovat öljyjäähdytteisiä ("öljy"muuntajat). Tällaisissa muuntajissa käämitetyt magneettiytimet sijaitsevat terässäiliöissä, jotka on täytetty muuntajaöljyllä, joka on öljystä saatua mineraalieristysöljyä. Muuntajan käämeissä ja magneettisydämessä sen toiminnan aikana vapautuva lämpö siirtyy öljyn avulla muuntajaa jäähdyttävään väliaineeseen - ilmaan (ilmajäähdytys) tai veteen (vesijäähdytys).

Ilmajäähdytteisille öljymuuntajille, jotka on asennettu alueille, joissa korkein ilman lämpötila saavuttaa + 35 ° C, käämien keskimääräinen lämpötilan nousu ilman lämpötilan yläpuolelle ei saa ylittää + 70 ° C (mitattuna vastusmenetelmällä).Kotitalousmuuntajien tapauksessa käämien lämpötilan nousu, joka on + 70 ° C, vastaa niiden nimelliskuormitusta. Ilman lämpötilassa + 35 ° C muuntajan käämien keskimääräinen lämmityslämpötila on 70 ° + 35 ° = 105 ° C.

Jos käytön aikana muuntajan käämien lämmityslämpötila pidetään jatkuvasti + 105 ° C:ssa, niin, kuten valmistajien tutkimukset osoittavat, sen käyttöikä ei ylitä useita vuosia. Kuitenkin muuntajan nimelliskuormalla käämien lämmityslämpötila + 105 ° C on vakio vain, jos ilman lämpötila on vakio, yhtä suuri kuin + 35 ° C.

Todellisuudessa ympäristön ilman lämpötila ei ole koskaan vakio, vaan muuttuu sekä päivän aikana että ympäri vuoden, minkä vuoksi muuntajan käämien lämmityslämpötila vaihtelee välillä + 105 °C johonkin alhaisempaan arvoon. Tämä luonnollisesti pidentää muuntajan käyttöikää. Siksi edellä mainittu käämin maksimilämpötila + 105 °C on ymmärrettävä resistanssilla mitatun keskilämpötilan ylärajaksi, joka sallitaan muuntajan turvalliselle toiminnalle useita tunteja päivässä niiden suhteellisen muutaman päivän aikana, jolloin ympäristön lämpötila saavuttaa maksimilämpötilan + 35 °C.

Muuntajissa, joissa ei ole pakotettua öljynkiertoa, ylempien öljykerrosten (kannen päällä) suurin lämpötilan nousu ympäristön lämpötilan yläpuolelle ei saa ylittää 60 °C. Ympäristön lämpötilassa + 35 °C tämä vastaa eniten korkeinta mitattu (lämpömittarilla) öljyn lämpötila + 95 °C.Muuntajien, joissa on pakotettu öljykierto, esimerkiksi öljy-vesijäähdytyksellä, öljyn lämpötila öljynjäähdyttimen sisääntulossa ei saa olla korkeampi kuin 70 °C. Öljy-ilmajäähdytyksellä varustetuissa muuntajissa öljyn suurin sallittu lämpötila määritetään valmistaja.

Näin ollen muuntajan nimellisteholla on ymmärrettävä teho, johon asti ulkona olevaa muuntajaa voidaan kuormittaa pysyvästi jäähdytysaineen nimellislämpötilaolosuhteissa ilmajäähdytyksellä, joka määritellään muuttuvan ilman lämpötilana. luonnollisesti vuoden aikana. Muuntyyppisten jäähdytysten osalta muuntajan valmistaja määrittelee jäähdytysaineen nimellislämpötilaolosuhteet.

Huomaa, että aiemmin ulkotiloihin asennettujen muuntajien nimellisteho laskettiin uudelleen jäähdytysilman keskimääräisen vuosilämpötilan mukaan. Uudelleenlaskennan seurauksena, kun keskimääräinen vuotuinen ympäristön lämpötila on alle + 5 ° C, muuntajan nimellisteho kasvaa, ja keskimääräisessä vuotuisessa lämpötilassa yli + 5 ° C, päinvastoin, se pienenee.

Tutkimukset öljyn viskositeetin vaikutuksesta muuntajien jäähdytykseen osoittavat, että tällainen uudelleenlaskenta ei ole tarpeen, koska alhaisessa ilman lämpötilassa öljyn viskositeetti kasvaa, minkä seurauksena lämmönsiirto käämeistä huononee ja korkeassa ilman lämpötilassa päinvastoin, öljyn viskositeetti laskee ja lämmönsiirto muuntajan käämeistä kasvaa.

Ulkoasennusten lisäksi ilmajäähdytteiset muuntajat sijoitetaan usein suljettuihin lämmittämättömiin tiloihin - kammioihin, joissa luonnollinen ilmanvaihto järjestetään yleensä kylmän ilman syöttämisellä ja lämmitetyn ilman poistamisella ala- ja yläosissa olevien erityisten tuuletusaukkojen kautta. kammioon, vastaavasti. Ilmanvaihdosta huolimatta kammioiden muuntajien jäähdytysolosuhteet ovat edelleen huonommat kuin ulkona asennettujen muuntajien, mikä lyhentää jonkin verran niiden käyttöikää. Luonnollisella ilmanvaihdolla varustettuihin kammioihin asennettuja muuntajia voidaan kuitenkin ladata jatkuvasti nimellistehollaan kammion keskimääräisissä vuotuisissa lämpötiloissa jopa 20 °C.

Muuntajan ensiö- ja toisiokäämien nimellisvirtoja kutsutaan virroiksi, jotka määräytyvät vastaavien käämien nimellistehojen mukaan.

Nimelliskuorman alaisena ymmärtäen kuorman, joka on yhtä suuri kuin nimellisvirta.

Muuntajan toimintatilassa ilman ylikuormitusta missä tahansa kytkimen asennossa sekä kaikille ensiökäämiin syötetyn jännitteen arvoille (mutta enintään + 5% tämän kosketuksen jännitearvosta), muuntajan toisiokäämiä ei saa kuormittaa nimellisvirtaa korkeammaksi.