전력 변압기 전류 공식: 공식에서 실제 작동까지 

당신이들을 때전원 변압기 전류 공식, 가장 먼저 떠오르는 것은 I = S / (√3 U)입니다. 코니 맞죠? 그러나 많은 젊은 전문가들이 이것이 요점이라고 생각하면서 우연히 발견하는 것은 바로 이러한 진부함입니다. 이 공식은 이상적인 조건에서 새 변압기에 대한 이상적인 계산입니다. 그러나 실제로 이 전류는 교과서에서 종종 언급되지 않는 여러 요인에 따라 살아있는 양입니다.

공식은 여행의 시작일 뿐이다

이제 고전을 살펴 보겠습니다. 정격 권선 전류. 3상 변압기의 경우 모든 것이 명확해 보입니다. 총 전력을 전압과 3의 근으로 나눕니다. 그러나 바로 첫 번째 뉘앙스: 어떤 전압을 사용해야 합니까? 위상 간 또는 위상 간? 범용 전력 오일 또는 건식 변압기의 경우 일반적으로 선간 전압을 사용합니다. 그러나 특정 권선 연결 다이어그램이나 변환기 변전소용 변압기를 발견하면 혼란스러울 수 있습니다. 나는 시설 중 한 곳에서 오래된 TM-2500을 새로운 아날로그로 교체하는 방법을 직접 보았습니다.온주 Qiaonasen 전기 설비 유한 공사설치자는 새 장치의 단락 전압이 약간 다르다는 점을 고려하지 않고 이전 정격에 대한 전류를 기계적으로 계산했기 때문에 탭 연결에 거의 실수를 범했습니다.

그리고 비대칭 부하가 있는 전류도 있습니다. 정격 전류 공식은 더 이상 만병통치약이 아닙니다. 역방향 및 제로 시퀀스에 대한 계산을 수행해야 합니다. 이는 아크로나 대형 용접 스테이션과 같이 전력을 공급하는 변압기에 특히 중요합니다. 나는 동료들에게 끊임없이 상기시킵니다. 치수표뿐만 아니라 허용되는 비대칭 계수가 종종 표시되는 여권도 살펴보십시오. 다음을 포함한 일부 제조업체크나센, 10/0.4 kV 변압기에 대한 문서에서 이제 다양한 모드에 대해 허용되는 장기 전류의 그래프나 표를 직접 제공하므로 설계자에게 매우 편리합니다.

그리고 물론 온도도요. 공식은 여름에 +40의 환기가 잘 안되는 방에 변압기를 배치한 경우 전류가 어떻게 동작하는지 알려주지 않습니다. 정격 전류는 정격 냉각 조건에서 보장됩니다. 실제로는 열 계전기가 날아가지 않거나 더 나쁜 경우 절연체의 가속화된 노화가 시작되지 않도록 보정 계수를 도입하고 때로는 부하를 과소평가하는 것이 필요합니다. 이것은 더 이상 수학이 아니라 운영 경험입니다.

무부하 및 단락 전류: 숨겨진 매개변수

모두가 작동 전류에 대해 기억하지만 문제가 발생할 때까지 이 두 수량을 잊어버리는 경우가 많습니다. 무부하 전류는 공칭 값의 몇 퍼센트 정도로 사소해 보입니다. 그러나 새로운 변압기를 받아들일 때 이를 측정하는 것은 필수 의식입니다. Ixx 여권에 비해 가격이 너무 비싸다는 것은 위험 신호입니다. 이는 자기 회로 조립의 결함, LV 권선 자체의 인터턴 단락을 나타낼 수 있으며 이는 작동 전압 테스트 중에 나타나지 않았을 수 있습니다. 현장에 건식 변압기를 설치하고 정격 전압으로 켜자 HV 측에서 차동 보호 장치가 작동했습니다. 모두가 공황 상태에 있었고 합선이 발생했다고 생각했습니다. 무부하 전류는 선언된 값보다 1.8배 높은 것으로 나타났으며, 이 매개변수에 대해 적절하게 구성되지 않은 보호 기능은 이를 내부 손상으로 인식했습니다.

단락 전류 Is는 완전히 다른 이야기입니다. 그 값 또는 오히려 단락 전압(Uk%)은 실제 단락에 대한 충격 전류를 계산하는 공식에 포함됩니다. 그러나 여기서 이해하는 것이 중요합니다. 여권 Uk%는 탭 스위치의 공칭 위치에서의 값입니다. 그리고 변압기가 정격 전압과 다른 전압에서 작동하는 경우(예를 들어 부하시 탭 변환기의 음극 단계에서) 단락 전류가 변경됩니다. 보호 설정을 계산할 때 이를 고려해야 합니다. 우리는 0.4kV 측의 최대 전류 보호에 대한 잘못된 경보 사례를 조사한 적이 있습니다. 모든 것이 올바르게 계산되었지만 변압기가 거의 지속적으로 더 높은 전압(+5% 탭)에서 작동하여 Uk%가 약간 감소하고 결과적으로 LV 네트워크의 단락 전류가 증가한다는 점을 고려하지 않았습니다. 수비는 위기에 처해 있었다.

그렇기 때문에 특히 중요 시설용 변압기를 선택할 때 우리는 항상 종속성 그래프를 포함한 자세한 카탈로그 데이터를 요청합니다. 이에 대해 포털은온주 Qiaonasen 전기 설비 유한 공사카탈로그에 있는 대부분의 항목(오일 충전 변압기 또는 건식 주조 변압기)에 대해 완전한 기술 보고서가 자화 곡선, 정확한 손실 값 및 다양한 단계에 대한 전류 XX와 함께 즉시 제공된다는 점에서 유리하게 다릅니다. 이를 통해 타당성 조사 단계에서 많은 시간을 절약할 수 있습니다.

측정 및 모니터링의 실제적인 함정

이론적으로는 클램프로 전류를 측정했는데 모든 것이 명확했습니다. 실제로는 전체 퀘스트입니다. 첫째, 센서를 어디에 놓을까요? 일반적으로 패키지로 제공되는 LV 버스바의 경우 인접 위상의 영향을 피하기 위해 클램프의 올바른 위치를 확인하는 것이 중요합니다. 특히 작은 전류나 비정현파 전류를 측정할 때 노이즈로 인해 판독값이 왜곡될 수 있습니다. 둘째: 측정 장비 자체의 품질입니다. 평균 판독값을 갖는 저렴한 클램프는 고조파가 높은 최신 부하에는 거의 쓸모가 없습니다. True RMS 장치가 필요합니다.

고조파라는 주제가 눈에 띕니다. 유효 전류 값에 대한 공식은 정현파에 유효합니다. 그리고 부하가 주파수 드라이브, UPS, LED 조명이라면? 3차, 5차, 7차 고조파가 나타납니다. 전류의 유효 값이 증가하고 변압기가 더 많이 가열되며(구리 손실은 전류의 제곱에 비례하여 증가하지만 고주파수에서의 표피 효과를 고려하면 훨씬 더 높아집니다) 일반 전류계는 정상에 가까운 값을 표시할 수 있습니다. 이것은 교활한 상황입니다. 판독값에 따르면 모든 것이 정상이지만 변압기가 윙윙거리고 과열됩니다. 따라서 최신 모니터링 조건에서는 더 이상 단순히 평균 제곱근 값을 제어하는 ​​것만으로는 충분하지 않습니다. 스펙트럼 분석이 필요합니다.

우리는 비선형 부하가 지배적인 배전 변전소 중 하나에 온라인 모니터링 시스템을 구현했습니다. 우리는 전류뿐만 아니라 사인파 왜곡 계수(THD)도 살펴보았습니다. 그리고 그들은 VFD를 갖춘 새로운 강력한 압축기를 설치한 후 LV 측 전류의 THD가 25%로 증가했다는 사실을 알게 되었습니다. 입력 초크를 설치해야 했습니다. 자세한 분석 없이는 단순히 온도 상승만 기록하고 기껏해야 변압기를 언로드하여 전력이 손실될 것입니다.

허용 전류에 대한 변압기 설계의 영향

모든 변압기가 동일한 것은 아니며, 그 용량은 무엇입니까? 전류는 전선의 단면적에 의해서만 결정되는 것이 아닙니다. 냉각 시스템을 예로 들어보겠습니다. 동일한 전력에서 자연 오일 냉각(M)을 사용하는 변압기와 송풍 및 강제 오일 순환(DC)을 사용하는 변압기는 서로 다른 과부하 용량을 갖습니다. 이것은 전류 공식을 변경하지 않지만 열 체제가 변경되므로 "압착"할 수 있는 매우 허용 가능한 장기 전류가 변경됩니다. 리소스를 손상시키지 않고 장치에서.

와인딩 디자인. 구리 또는 알루미늄? 단지 가격의 문제가 아닙니다. 구리는 전도성이 더 좋지만 열팽창 계수도 다릅니다. 알루미늄 권선의 경우 접점 연결 품질과 산화 방지가 특히 중요합니다. 알루미늄 LV 권선 팁의 압착 불량으로 인한 결과를 보았습니다. 접점이 뜨거워지고 절연체가 까맣게 타서 결과적으로 인터턴 단락이 발생했습니다. 전류는 정상인데 멈췄나요? 접촉 불량.

또 다른 요점은 부하시 탭 변환기가 있다는 것입니다. 부하가 있거나 부하가 없는 탭 절환기는 추가 저항, 추가 접점입니다. 작은 일처럼 보이지만 고전류에서는 밀리옴의 추가 저항이라도 손실과 국지적 가열을 증가시킵니다. 부하시 탭 절환장치가 있는 변압기의 예상 작동 전류를 계산할 때 저는 항상 부하시 탭 절환장치가 설치된 측에 대해 작은 예비 전류를 염두에 둡니다. 특히 재생 에너지원의 발전량이 변동하는 네트워크와 같이 전환이 빈번한 경우에는 더욱 그렇습니다.

관련 장비 및 보호 장치와의 통신

변압기 전류는 기계, 모선, 케이블, 변류기 등 다운스트림 장비의 선택을 직접적으로 결정합니다. 가장 흔한 실수는 회로 차단기의 차단 용량과 변압기의 단락 전류 사이의 불일치입니다.전원 변압기 전류 공식3상 단락의 경우 Ikz = Inom / (Uk%/100)로 알려져 있습니다. 그러나 기계의 전압 측에 전류를 공급할 때 전체 회로의 저항을 고려하는 것을 종종 잊어버립니다. 결과적으로 차단 용량이 감소된 회로 차단기는 실제 단락이 발생하는 경우 간단히 파열됩니다.

보호 설정은 다른 이야기입니다. 최대 전류 보호(과전류 보호) 또는 차단의 작동 전류는 변압기의 정격 전류뿐만 아니라 자화 전류 서지로부터도 조정되어야 합니다. 이 던지기는 Inom보다 8-12배 더 높을 수 있으며 1초도 안 되는 시간 동안 지속됩니다. 차단 설정이 너무 민감하면 변압기를 켤 때마다 잘못된 트립이 발생합니다. 변압기 자체와 보호 장치의 시간-전류 특성을 분석하여 절충점을 찾아야 합니다.

이러한 맥락에서 Qnasen과 같은 제공업체가 제공하는 엔드투엔드 솔루션은 장점이 있습니다. 변압기, 스위치기어 셀 및 보호 자동화가 단일 시스템으로 설계 및 공급되면 이러한 불일치로 인한 위험이 최소화됩니다. 고전압 및 저전압 전송 및 배전 솔루션을 전문으로 하는 엔지니어는 일반적으로 표준 구성에 대한 단락 전류 계산 및 권장 설정을 즉시 제공하여 설치자 및 서비스 기술자의 작업을 훨씬 쉽게 만듭니다.

최종 생각: 공식과 현실

그럼 우리는 어디로 왔는가?전원 변압기 전류 공식이것은 필요하고 중요한 기초입니다. 그녀 없이는 어디에도 없습니다. 하지만 이것은 완성된 집이 아닌 기초일 뿐입니다. 온도, 고조파, 접점 상태, 네트워크 작동 모드, 절연 노화 등 생명에 따른 수십 가지 조정을 고려하기 시작할 때 진정한 이해가 이루어집니다.

씁쓸하고 달콤한 경험을 바탕으로 한 나의 조언은 절대로 교과서 계산에만 국한되지 마십시오. 특정 장치의 여권을 살펴보고 실제 작동 조건을 고려하고 고품질 측정 및 모니터링 도구에 투자하십시오. 그리고 전류는 전력 변압기와 같은 복잡한 전자기 장치의 매개변수 중 하나일 뿐이라는 점을 기억하십시오. 그 크기는 하중에 대한 이야기를 말하지만 책 전체를 이해하려면 책을 "읽어야" 합니다. 온도, 진동, 오일 내 가스 구성(오일의 경우) 및 곡선 모양.

다음과 같이 완전하고 투명한 데이터를 제공하는 신뢰할 수 있는 공급업체와 협력합니다.온주 Qiaonasen 전기 설비 유한 공사, 놀라움의 수를 줄입니다. 그러나 전선의 실제 전류가 계산된 것뿐만 아니라 합리적인 한계 내에서 유지되도록 보장하는 최종 책임은 항상 운영 인력에게 있습니다. 공식은 당신의 보조자이지만 상식과 장비에 대한 세심한 관찰을 대신할 수는 없습니다.