Jaki jest prąd rozruchowy transformatora?
Prąd rozruchowy wzbudzenia transformatora, po prostu posłuchaj nazwy wydaje się bardzo skomplikowana, ma inną nazwę „prąd rozruchowy zamknięcia”, jest transformatorem w momencie zamknięcia bez obciążenia, to znaczy, po prostu zacznij pracować lub ponownie podłącz do zasilania, jego uzwojenie nagle wytworzyło zjawisko dużego prądu. W popularnych terminach, podobnie jak urządzenia dużej mocy w naszych domach (takie jak klimatyzatory) podczas uruchamiania, ponieważ elementy takie jak cewki i magnesy wewnątrz urządzenia muszą szybko osiągnąć stan roboczy, tymczasowo zużyje dużo prądu. Prąd rozruchowy transformatora ma podobną zasadę, ale występuje w rdzeniu i uzwojeniu transformatora. Ten prąd jest specjalnym zjawiskiem prądowym we wczesnym etapie pracy transformatora.
Przyczyny wzbudzenia transformatora prądem udarowym
Pozostały strumień nakłada się na strumień roboczy
Wiemy, że rdzeń transformatora sam w sobie jest przewodnikiem magnetycznym, a wewnątrz materiału rdzenia występuje właściwość histerezy, tzn. pod wpływem przemiennych pól magnetycznych w rdzeniu będzie zachodzić proces namagnesowania i rozmagnesowania. Przed uruchomieniem transformatora w jego rdzeniu może znajdować się resztkowy strumień magnetyczny. Czym jest resztkowy strumień magnetyczny?
Pozostały strumień magnetyczny odnosi się do pozostałego strumienia magnetycznego w rdzeniu i cewce transformatora po przerwaniu zasilania prądem przemiennym. Dzieje się tak, ponieważ gdy transformator pracuje normalnie, rdzeń zostanie namagnesowany, a gdy zasilanie zostanie odcięte, namagnesowanie nie zniknie natychmiast, ale zachowa część strumienia magnetycznego.
Po uruchomieniu transformatora strumień magnetyczny wytworzony przez napięcie robocze i pozostały strumień magnetyczny w rdzeniu mają ten sam kierunek. Nałożą się one na siebie, co spowoduje, że całkowity strumień magnetyczny znacznie przekroczy nasycony strumień magnetyczny rdzenia.
Nasycenie rdzenia
Jeśli całkowity strumień magnetyczny po ułożeniu przekroczy maksimum, jakie rdzeń może wytrzymać (strumień magnetyczny nasycenia), rdzeń będzie jak „pełny” i nie będzie mógł wchłonąć więcej strumienia magnetycznego. W tym momencie zostanie wygenerowany bardzo duży prąd, czyli prąd wzbudzenia.
Wielkość wzbudzenia prądu udarowego jest również związana z napięciem zasilania i początkowym kątem fazowym zamknięcia, wartością strumienia rdzenia i kierunkiem pozostałości przed zamknięciem, wartością impedancji równoważnej układu i kątem fazowym, sposobem podłączenia uzwojenia transformatora i sposobem uziemienia punktu neutralnego, charakterystyką magnesowania i charakterystyką histerezy materiału rdzenia, rodzajem struktury rdzenia oraz poziomem montażu procesu.
Charakterystyka prądu rozruchowego wzbudzenia transformatora
Duży szczyt:szczyt prądu wzbudzenia może osiągnąć 6-8-krotność prądu znamionowego transformatora, a nawet więcej. Oznacza to, że w momencie włączenia transformatora może on doświadczyć bardzo dużego udaru prądowego.
Szybkie tłumienie:Chociaż szczyt prądu wzbudzenia jest duży, szybko zanika. Czas tłumienia transformatora o dużej pojemności może wynosić nawet {{0}} sekund, podczas gdy transformator o małej pojemności może potrzebować tylko około 0,2 sekundy.
Zawiera złożone składniki: wzbudzenie prądu rozruchowego nie tylko zawiera normalne składowe prądu przemiennego, ale także składowe prądu stałego i składowe wyższych harmonicznych. Składowe te komplikują kształt fali prądu rozruchowego.
Zagrożenie prądem udarowym wzbudzenia transformatora
Prąd udarowy powoduje nasycenie rdzenia i wybuch napięcia wtórnego transformatora, co prowadzi do pogorszenia właściwości izolacyjnych transformatora i może być przyczyną awarii sprzętu.
Prąd rozruchowy może spowodować wzrost temperatury rdzenia transformatora, uzwojenie przewodu, ściankę zbiornika oleju i inne elementy metalowe powodujące straty prądów wirowych, co może prowadzić do przegrzania transformatora, starzenia się izolacji i skrócenia żywotności transformatora.
Prąd udarowy o dużej amplitudzie może bezpośrednio uszkodzić transformator i wyłącznik obwodu, a nawet spowodować spalenie sprzętu.
Jak ograniczyć prąd udarowy transformatora
Tłumienie prądu rozruchowego jest ważnym środkiem zapewniającym stabilną pracę transformatorów i systemów energetycznych. Prąd rozruchowy transformatora można stłumić za pomocą następujących środków:
1. Użyj silnika wzbudzającego:Silnik wzbudzający to metoda dostarczania ustalonej mocy do transformatora poprzez jego wirnik. Ponieważ silnik wzbudzający ma bezwładność wirnika, szybkość narastania prądu wzbudzenia może zostać spowolniona.
2. Zwiększ rezystancję wzbudzenia transformatora:Zwiększenie odpowiedniej rezystancji w obwodzie wzbudzenia transformatora może ograniczyć szybki wzrost prądu wzbudzenia.
3. Wprowadzenie środków zabezpieczających transformator przed prądem udarowym:zwiększając obwody przeciwprądowe, takie jak dławiki, kondensatory itp., aby zmniejszyć wpływ wzbudzonego prądu udarowego na urządzenia, skutecznie absorbować i zużywać energię prądu udarowego oraz chronić bezpieczeństwo transformatorów i sieci energetycznych.
4. Zastosowanie polaryzacji zamykającej i remanencji transformatora wzajemnie się kompensuje:kontrolując kierunek i wielkość polaryzacji zamykającej, tak aby ona i remanencja transformatora wzajemnie się zrównoważyły, unikając w ten sposób nasycenia rdzenia transformatora, a tym samym zapobiegając generowaniu prądu udarowego wzbudzenia.
