ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్లలో ఓవర్వోల్టేజ్
ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క విశ్వసనీయ ఆపరేషన్ను నిర్ధారించడానికి రూపొందించిన ఆపరేషన్ మరియు పరీక్ష సమయంలో ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఇన్సులేషన్ యొక్క వివిధ విభాగాలపై పనిచేసే ఒత్తిడిని నిర్ణయించకుండా ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఇన్సులేషన్ యొక్క పరిమాణం మరియు రూపకల్పన ఎంపిక అసాధ్యం.
ఈ సందర్భంలో, మెరుపు ఉప్పెన తరంగాలు దాని ఇన్పుట్ను తాకినప్పుడు ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఇన్సులేషన్పై పనిచేసే వోల్టేజీలు తరచుగా నిర్ణయాత్మకంగా ఉంటాయి. ఈ వోల్టేజీలు, ఇంపల్స్ వోల్టేజీలు అని కూడా పిలుస్తారు, దాదాపు అన్ని సందర్భాల్లో రేఖాంశ వైండింగ్ ఇన్సులేషన్ ఎంపికను నిర్ణయిస్తాయి మరియు అనేక సందర్భాల్లో ప్రధాన వైండింగ్ ఇన్సులేషన్, స్విచ్చింగ్ డివైస్ ఇన్సులేషన్ మొదలైనవి.
ఓవర్వోల్టేజీల నిర్ధారణలో కంప్యూటర్ టెక్నాలజీల ఉపయోగం వైండింగ్లలోని ప్రేరణ ప్రక్రియల యొక్క గుణాత్మక పరిశీలన నుండి ఓవర్వోల్టేజీల యొక్క ప్రత్యక్ష గణనలకు మరియు డిజైన్ ఆచరణలో వాటి ఫలితాలను ప్రవేశపెట్టడానికి అనుమతిస్తుంది.
ఓవర్వోల్టేజ్ను లెక్కించేందుకు, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క వైండింగ్లు సమానమైన సర్క్యూట్ ద్వారా సూచించబడతాయి, ఇది వైండింగ్ యొక్క మూలకాల మధ్య ప్రేరక మరియు కెపాసిటివ్ కనెక్షన్లను పునరుత్పత్తి చేస్తుంది (మూర్తి 1).అన్ని సమానమైన సర్క్యూట్లు మలుపుల మధ్య మరియు వైండింగ్ల మధ్య కెపాసిటెన్స్ను పరిగణిస్తాయి.
మూర్తి 1. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్: UOV — అధిక వోల్టేజ్ వైండింగ్లో సంఘటన తరంగం, UOH — తక్కువ వోల్టేజ్ వైండింగ్లో సంఘటన తరంగం, SV మరియు CH — వరుసగా అధిక మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ వైండింగ్ల మలుపుల మధ్య కెపాసిటెన్స్, SVN — మధ్య కెపాసిటెన్స్ అధిక మరియు తక్కువ వోల్టేజ్తో వైండింగ్లు.
ట్రాన్స్ఫార్మర్లలో వేవ్ ప్రక్రియలు
ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఇంటర్టర్న్ కెపాసిటెన్స్, స్క్రీన్ మరియు ఇండక్టెన్స్ మధ్య మరియు ఇండక్టెన్స్ మరియు గ్రౌండ్ మధ్య కెపాసిటెన్స్లను పరిగణనలోకి తీసుకుని, ఇండక్టివ్ ఎలిమెంట్గా పరిగణించబడుతుంది (మూర్తి 2a).
ఓవర్ వోల్టేజీని లెక్కించడానికి క్రింది సూత్రాలు ఉపయోగించబడతాయి:
ఇక్కడ: t అనేది ట్రాన్స్ఫార్మర్కు వేవ్ వచ్చిన తర్వాత సమయం, T అనేది ఓవర్వోల్టేజ్ సమయ స్థిరాంకం, ZEKV సమానమైన సర్క్యూట్ రెసిస్టెన్స్, Z2 అనేది లైన్ రెసిస్టెన్స్, Uo అనేది ప్రారంభ సమయంలో ఓవర్వోల్టేజ్.
మూర్తి 2. గ్రౌన్దేడ్ న్యూట్రల్తో ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్తో పాటు వోల్టేజ్ వేవ్ ప్రచారం: ఎ) స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం, బి) గ్రౌండెడ్ టెర్మినల్తో సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ కోసం వైండింగ్ యొక్క పొడవుపై వోల్టేజ్ వేవ్ ఆధారపడటం: Uo — డ్రాప్ వోల్టేజ్ వేవ్, ∆Ce - కాయిల్ మరియు స్క్రీన్ మధ్య కెపాసిటెన్స్, ∆Ck - మలుపుల మధ్య స్వాభావిక కెపాసిటెన్స్, ∆С3 - కాయిల్ మరియు గ్రౌండ్ మధ్య కెపాసిటెన్స్, ∆Lк - కాయిల్ పొరల ఇండక్టెన్స్.
సమానమైన సర్క్యూట్లో ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్ రెండూ ఉన్నందున, ఓసిలేటింగ్ LC సర్క్యూట్ ఏర్పడుతుంది (వోల్టేజ్ హెచ్చుతగ్గులు మూర్తి 2bలో చూపబడ్డాయి).
డోలనాల వ్యాప్తి సంఘటన తరంగం యొక్క వ్యాప్తిలో 1.3 - 1.4, అనగా.Uпep = (1.3-1.4) Uo, మరియు ఓవర్వోల్టేజ్ యొక్క అతిపెద్ద విలువ వైండింగ్ యొక్క మొదటి మూడవ వంతు చివరిలో సంభవిస్తుంది, కాబట్టి, ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిర్మాణంలో, మిగిలిన వాటితో పోలిస్తే 1/3 వైండింగ్ ఇన్సులేషన్ రీన్ఫోర్స్డ్ చేయబడింది. .
ఓవర్వోల్టేజీని నివారించడానికి, భూమికి సంబంధించి కెపాసిటర్ల ఛార్జింగ్ కరెంట్ తప్పనిసరిగా భర్తీ చేయబడాలి. ఈ ప్రయోజనం కోసం, సర్క్యూట్లో అదనపు స్క్రీన్ (షీల్డ్) ఇన్స్టాల్ చేయబడింది. స్క్రీన్ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, స్క్రీన్కు వైండింగ్ల కెపాసిటెన్స్ భూమికి మలుపుల కెపాసిటెన్స్కు సమానంగా ఉంటుంది, అనగా. ∆CE = ∆C3.
వోల్టేజ్ తరగతి UH = 110 kV మరియు అంతకంటే ఎక్కువ ఉన్న ట్రాన్స్ఫార్మర్లలో షీల్డింగ్ నిర్వహించబడుతుంది. షీల్డ్ సాధారణంగా ట్రాన్స్ఫార్మర్ కేసింగ్ సమీపంలో ఇన్స్టాల్ చేయబడుతుంది.
వివిక్త న్యూట్రల్తో సింగిల్-ఫేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్లు
వివిక్త తటస్థ ఉనికి అంటే భూమి మరియు వైండింగ్ మధ్య ఒక కెపాసిటెన్స్ Co ఉంది, అనగా ఎర్త్ టెర్మినల్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్కు కెపాసిటెన్స్ జోడించబడుతుంది, అయితే స్క్రీన్ తీసివేయబడుతుంది (మూర్తి 3a).
మూర్తి 3. వివిక్త తటస్థంతో ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్తో పాటు వోల్టేజ్ వేవ్ యొక్క ప్రచారం: ఎ) సమానమైన ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం, బి) వైండింగ్ యొక్క పొడవుపై సంఘటన వేవ్ వోల్టేజ్ యొక్క ఆధారపడటం.
ఈ సమానమైన సర్క్యూట్తో ఓసిలేటింగ్ సర్క్యూట్ కూడా ఏర్పడుతుంది. అయితే, కెపాసిటెన్స్ కో కారణంగా, ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్ యొక్క శ్రేణి కనెక్షన్తో ఓసిలేటింగ్ LC సర్క్యూట్ ఉంది. ఈ సందర్భంలో, గణనీయమైన కెపాసిటెన్స్ కోతో, వైండింగ్ చివరిలో అత్యధిక వోల్టేజ్ కనిపిస్తుంది (ఓవర్వోల్టేజ్ 2Uo వరకు విలువలను చేరుకుంటుంది). కాయిల్ అంతటా వోల్టేజ్ మార్పు యొక్క స్వభావం మూర్తి 3b లో చూపబడింది.
ఒక వివిక్త తటస్థతో ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క వైండింగ్లో ఓవర్వోల్టేజ్ డోలనాల వ్యాప్తిని తగ్గించడానికి, భూమికి సంబంధించి అవుట్పుట్ C యొక్క కెపాసిటెన్స్ను తగ్గించడం లేదా కాయిల్స్ యొక్క స్వీయ-సామర్థ్యాన్ని పెంచడం అవసరం. తరువాతి పద్ధతి సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అధిక-వోల్టేజ్ వైండింగ్ యొక్క కాయిల్స్ మధ్య స్వీయ-కెపాసిటెన్స్ ∆Ck పెంచడానికి, ప్రత్యేక కెపాసిటర్ ప్లేట్లు (వలయాలు) సర్క్యూట్లో చేర్చబడ్డాయి.
మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్లలో వేవ్ ప్రక్రియలు
మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్లలో, వైండింగ్తో పాటు సంఘటన తరంగ ప్రచారం ప్రక్రియ యొక్క స్వభావం మరియు ఓవర్వోల్టేజీల పరిమాణం దీని ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి:
ఎ) కాయిల్ కనెక్షన్ రేఖాచిత్రం,
బి) ఉప్పెన తరంగం వచ్చే దశల సంఖ్య.
హై-వోల్టేజ్ వైండింగ్తో కూడిన మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్, పటిష్టంగా గ్రౌన్దేడ్ న్యూట్రల్తో అనుసంధానించబడిన నక్షత్రం
సంఘటన ఉప్పెన తరంగం ట్రాన్స్ఫార్మర్లోని ఒక దశలోకి రానివ్వండి (మూర్తి 4).
ఈ సందర్భంలో వైండింగ్ల వెంట ఓవర్వోల్టేజ్ తరంగాలను ప్రచారం చేసే ప్రక్రియలు ఒకే-దశ ట్రాన్స్ఫార్మర్లోని ప్రక్రియలను గ్రౌన్దేడ్ న్యూట్రల్తో సమానంగా ఉంటాయి (ప్రతి దశలలో అత్యధిక వోల్టేజ్ 1/3 వైండింగ్లో ఉంటుంది), అయితే ఉప్పెన తరంగానికి ఎంత దశలు చేరుకుంటాయనే దానిపై అవి ఆధారపడి ఉండవు. ఇవి. కాయిల్ యొక్క ఈ భాగంలో అధిక వోల్టేజ్ విలువ Upep = (1.3-1.4) Uoకి సమానం
మూర్తి 4. తటస్థ ఎర్త్ నెట్వర్క్తో నక్షత్రానికి అనుసంధానించబడిన అధిక-వోల్టేజ్ వైండింగ్తో మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్. ఉప్పెన తరంగం ఒక దశలో వస్తుంది.
ఐసోలేటెడ్ న్యూట్రల్తో త్రీ-ఫేజ్ స్టార్-కనెక్ట్ చేయబడిన హై-వోల్టేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్
ఉప్పెన తరంగం ఒక దశలో రానివ్వండి.ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్, అలాగే ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్లో సంఘటన తరంగం యొక్క ప్రచారం మూర్తి 5లో చూపబడింది.
మూర్తి 5. ఒక స్టార్-కనెక్ట్ చేయబడిన హై-వోల్టేజ్ వైండింగ్ (a) మరియు డిపెండెన్స్ U = f (x) తో మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్ వేవ్ ఒక దశలో వచ్చినప్పుడు (బి).
ఈ సందర్భంలో, రెండు వేర్వేరు డోలనం మండలాలు కనిపిస్తాయి. దశ Aలో ఒక డోలనం పరిధి మరియు అవి సంభవించే పరిస్థితులు ఉంటాయి మరియు B మరియు C దశలలో మరొక డోలనం లూప్ ఉంటుంది, రెండు సందర్భాలలోనూ డోలనం పరిధి భిన్నంగా ఉంటుంది. సంఘటన ఉప్పెన తరంగాన్ని స్వీకరించే వైండింగ్లో అతిపెద్ద ఓవర్వోల్టేజ్ ఉంటుంది. సున్నా పాయింట్ వద్ద, 2/3 Uo వరకు ఓవర్వోల్టేజీలు సాధ్యమవుతాయి (ఈ క్షణంలో సాధారణ మోడ్లో U = 0, కాబట్టి, ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్కి సంబంధించి ఓవర్వోల్టేజీలు U0 ఆపరేషన్కు అత్యంత ప్రమాదకరమైనవి, ఎందుకంటే U0 >> Uoperation).
ఉప్పెన తరంగం A మరియు B అనే రెండు దశల గుండా వెళ్లనివ్వండి. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్ అలాగే ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్లోని సంఘటన తరంగ ప్రచారం ఫిగర్ 6లో చూపబడింది.
మూర్తి 6. వేవ్ రెండు దశల్లో వచ్చినప్పుడు కేసు కోసం స్టార్-కనెక్ట్ చేయబడిన హై-వోల్టేజ్ వైండింగ్ (a) మరియు డిపెండెన్స్ U = f (x)తో మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్.
వేవ్ వచ్చే దశల వైండింగ్లలో, వోల్టేజ్ (1.3 - 1.4) Uo ఉంటుంది. తటస్థ వోల్టేజ్ 4/3 Uo. ఈ సందర్భంలో ఓవర్వోల్టేజ్ నుండి రక్షించడానికి, ఒక అరెస్టర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క తటస్థంగా కనెక్ట్ చేయబడింది.
ఉప్పెన తరంగాన్ని మూడు దశల్లో రానివ్వండి. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్ అలాగే ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్లో సంఘటన తరంగం యొక్క ప్రచారం చిత్రం 7లో చూపబడింది.
చిత్రం 7.మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్, నక్షత్రం-కనెక్ట్ చేయబడిన హై-వోల్టేజ్ వైండింగ్ (a) మరియు డిపెండెన్స్ U = f (x) వేవ్ మూడు దశల్లో వచ్చినప్పుడు.
మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్లోని ప్రతి దశలలో ఓవర్వోల్టేజ్ డ్రాప్ వేవ్ యొక్క ప్రచార ప్రక్రియలు ఒక వివిక్త అవుట్పుట్తో ఒకే-దశ ట్రాన్స్ఫార్మర్లోని ప్రక్రియల మాదిరిగానే ఉంటాయి. ఈ మోడ్లో అత్యధిక వోల్టేజ్ తటస్థంగా ఉంటుంది మరియు 2U0 ఉంటుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఓవర్వోల్టేజ్ యొక్క ఈ కేసు అత్యంత తీవ్రమైనది.
మూడు-దశల అధిక-వోల్టేజ్ డెల్టా-గాయం ట్రాన్స్ఫార్మర్
డెల్టాలో అనుసంధానించబడిన మూడు-దశల అధిక-వోల్టేజ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఒక దశ A గుండా ఉప్పెన తరంగాన్ని అనుమతించండి, మిగిలిన రెండు దశలు (B మరియు C) గ్రౌన్దేడ్గా పరిగణించబడతాయి (మూర్తి 8).
మూర్తి 8. డెల్టా (ఎ)లో అనుసంధానించబడిన అధిక-వోల్టేజ్ వైండింగ్తో మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్ మరియు వేవ్ ఒక దశలో వచ్చినప్పుడు కేసు కోసం ఆధారపడటం U = f (x).
AC మరియు BC వైండింగ్లు ఓవర్వోల్టేజీకి (1.3 — 1.4) Uo బహిర్గతమవుతాయి. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఆపరేషన్ కోసం ఈ ఓవర్వోల్టేజీలు ప్రమాదకరమైనవి కావు.
ఓవర్వోల్టేజ్ వేవ్ రెండు దశల్లో (A మరియు B) రావనివ్వండి, వివరణాత్మక గ్రాఫ్లు మూర్తి 9లో చూపబడ్డాయి. ఈ మోడ్లో, AB మరియు BC వైండింగ్లలో ఓవర్వోల్టేజ్ తరంగాల ప్రచారం a యొక్క సంబంధిత వైండింగ్లలోని ప్రక్రియల మాదిరిగానే ఉంటుంది. మూడు-దశల గ్రౌన్దేడ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ టెర్మినల్. ఇవి. ఈ వైండింగ్లలో ఓవర్వోల్టేజ్ విలువ (1.3 — 1.4) Uo మరియు AC వైండింగ్లో అది విలువ (1.8 — 1.9) Uoకి చేరుకుంటుంది.
మూర్తి 9. డెల్టాలో అనుసంధానించబడిన అధిక-వోల్టేజ్ వైండింగ్తో మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్లో ఓవర్వోల్టేజ్ వేవ్ రెండు దశల గుండా వెళుతున్నప్పుడు కేసు కోసం డిపెండెన్స్ U = f (x).
అధిక-వోల్టేజ్ డెల్టా-కనెక్ట్ వైండింగ్తో మూడు-దశల ట్రాన్స్ఫార్మర్లోని మూడు దశల గుండా ఉప్పెన తరంగాలు వెళ్లనివ్వండి.
ఈ మోడ్లోని అన్ని దశల వైండింగ్లు ఓవర్వోల్టేజ్ (1.8 — 1.9) Uoకి బహిర్గతమవుతాయి. రెండు లేదా మూడు వైర్ల ద్వారా ఒక ఉప్పెన తరంగం ఒకేసారి వచ్చినట్లయితే, రెండు వైపుల నుండి తరంగాలు వచ్చే వైండింగ్ మధ్యలో, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఆపరేషన్ కోసం ప్రమాదకరమైన వ్యాప్తితో వోల్టేజ్ హెచ్చుతగ్గులు సంభవించవచ్చు.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఉప్పెన రక్షణ
డెల్టా కనెక్షన్ (వైండింగ్ మధ్యలో) లేదా వివిక్త తటస్థ (దాదాపు తటస్థ) ఉన్న నక్షత్రంతో ట్రాన్స్ఫార్మర్కు మూడు వైర్ల ద్వారా తరంగాలు ఏకకాలంలో వచ్చినప్పుడు వైండింగ్ల యొక్క ప్రధాన ఇన్సులేషన్ యొక్క అత్యంత ప్రమాదకరమైన ఓవర్వోల్టేజీలు సంభవించవచ్చు. . ఈ సందర్భంలో, ఫలితంగా వచ్చే ఓవర్వోల్టేజ్ల వ్యాప్తి అవుట్పుట్ యొక్క వోల్టేజ్కి రెండుసార్లు లేదా ఇన్పుట్ వేవ్ యొక్క వ్యాప్తికి నాలుగు రెట్లు చేరుకుంటుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్ల కనెక్షన్ స్కీమ్తో సంబంధం లేకుండా, ట్రాన్స్ఫార్మర్ వద్ద నిటారుగా ఉండే ముందు ఉన్న వేవ్ వచ్చినప్పుడు డేంజరస్ టర్న్-టు-టర్న్ ఇన్సులేషన్ ఓవర్వోల్టేజీలు అన్ని సందర్భాల్లోనూ సంభవించవచ్చు.
అందువల్ల, ఓవర్వోల్టేజీలు మరియు వైండింగ్ల వెంట వాటి పంపిణీలో అన్ని ట్రాన్స్ఫార్మర్లకు, వాటి పరిమాణాన్ని అంచనా వేయడానికి, ట్రాన్స్ఫార్మర్ల సమానమైన సర్క్యూట్లలోని కెపాసిటెన్స్లను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం (మరియు ఇండక్టెన్స్ మాత్రమే కాదు). పొందిన అధిక వోల్టేజ్ విలువల యొక్క ఖచ్చితత్వం ఎక్కువగా కెపాసిటెన్స్ కొలత యొక్క ఖచ్చితత్వంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ల రూపకల్పనలో ఓవర్వోల్టేజీలను నివారించడానికి, ఇది అందించబడుతుంది:
-
ఛార్జింగ్ కరెంట్ను పంపిణీ చేసే అదనపు స్క్రీన్, కాబట్టి, ఓవర్వోల్టేజీలు తగ్గుతాయి.అలాగే, ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్లోని కొన్ని పాయింట్ల వద్ద స్క్రీన్ ఫీల్డ్ స్ట్రెంగ్త్ను తగ్గిస్తుంది,
-
దానిలోని కొన్ని భాగాలలో వైండింగ్ల ఇన్సులేషన్ను బలోపేతం చేయడం (ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్లను నిర్మాణాత్మకంగా మార్చడం),
-
ట్రాన్స్ఫార్మర్ ముందు మరియు దాని తర్వాత అరెస్టర్ల సంస్థాపన - బాహ్య మరియు అంతర్గత ఓవర్వోల్టేజ్లకు వ్యతిరేకంగా, అలాగే ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క తటస్థంగా ఒక అరెస్టర్.
