Máy biến áp loại 630 kVA 10kV khô{2}}: Điện áp trở kháng và khả năng thích ứng tải

Điện áp trở kháng là gì?

Điện áp trở kháng, thường được viết bằng Uk và được biểu thị bằng phần trăm, là điện áp phải đặt vào một cuộn dây ở tần số định mức trong khi cuộn dây kia bị đoản mạch-để cho dòng điện định mức tuần hoàn. Nó là tổng vectơ của độ sụt điện áp điện trở và điện áp phản kháng của máy biến áp, được đo và xác định theo IEC 60076-1. Đối với máy biến áp loại khô 630 kVA 10kV, điện áp trở kháng là giá trị thiết kế cố định, thường được ghi trên bảng tên, thường nằm trong khoảng từ 4% đến 8%.

Tại sao trở kháng điện áp lại quan trọng

Giới hạn dòng điện ngắn mạch-

Dòng điện ngắn mạch-đối xứng xấp xỉ dòng điện định mức chia cho trở kháng (dưới dạng số thập phân). Một thiết bị có trở kháng 6% sẽ giới hạn dòng điện sự cố ở khoảng 16,7 lần dòng định mức, trong khi một thiết bị 4% sẽ cho phép khoảng 25 lần. Giá trị được chọn phải phối hợp với khả năng cắt của máy cắt phía thượng nguồn và mức chịu đựng của thiết bị phía hạ lưu.

Điều chỉnh điện áp

Khi có tải, độ sụt điện áp bên trong của máy biến áp tỷ lệ thuận với trở kháng. Trở kháng cao hơn có nghĩa là độ sụt điện áp lớn hơn giữa điều kiện không{1}}tải và đầy-tải, điều này có thể quan trọng đối với thiết bị nhạy cảm ở cuối các bộ cấp nguồn dài. Thành phần phản ứng chiếm ưu thế ở cả loại khô và loại chứa dầu-.

Hoạt động song song

Các máy biến áp được kết nối song song phải có điện áp trở kháng nằm trong khoảng dung sai gần (thường cách nhau 10%, theo hướng dẫn IEC 60076-1) để tải chia tỷ lệ với định mức. Sự không phù hợp buộc một đơn vị phải gánh nhiều hơn phần của nó.

Giá trị tiêu biểu cho cấp 10kV 630 kVA

Sự đánh đổi-tối ưu hóa

Việc giảm trở kháng giúp cải thiện khả năng điều chỉnh điện áp và giảm tổn thất phản kháng, nhưng làm tăng dòng điện ngắn mạch- và do đó làm tăng ứng suất cơ học lên cuộn dây khi xảy ra sự cố, đòi hỏi phải có hệ thống giằng mạnh hơn. Việc tăng trở kháng sẽ bảo vệ mạng khỏi dòng điện sự cố quá mức nhưng làm suy giảm khả năng điều chỉnh và tăng tổn thất tải. Do đó, việc tối ưu hóa phụ thuộc vào mức độ lỗi của hệ thống, chiều dài lộ và độ nhạy của tải được kết nối. Đối với thiết bị 630 kVA cấp nguồn cho thanh cái 0,4 kV có hàm lượng động cơ cao, giá trị khoảng 6% là lựa chọn cân bằng; giá trị cuối cùng phải được xác nhận bằng nghiên cứu-ngắn mạch của mạng.

Khả năng thích ứng tải của thiết kế kiểu khô{0}}

Máy biến áp loại khô sử dụng chất cách điện bằng không khí hoặc nhựa và thường được sử dụng trong các tòa nhà, đường hầm và nhà máy trong nhà, những nơi không được phép sử dụng dầu. IEC 60076-11 xác định giới hạn tăng nhiệt độ-của chúng và khả năng tải phụ thuộc vào loại cách điện: loại F cho phép mức tăng trung bình của cuộn dây là 100 K, loại H cho phép 125 K. Vì các thiết bị loại-khô chịu được tình trạng quá tải ngắn hạn trong khoảng thời gian không đổi nhiệt nên có thể áp dụng phương pháp hướng dẫn tải với dữ liệu nhiệt loại khô thích hợp. Giá trị trở kháng cũng ảnh hưởng gián tiếp đến trạng thái quá tải thông qua sự phân bố tổn hao giữa tổn hao không tải và tổn hao có tải.

Cách xác định và xác minh trở kháng

Thông số kỹ thuật phải nêu rõ điện áp trở kháng ở dòng điện định mức, vị trí đầu nối và nhiệt độ tham chiếu, đồng thời báo cáo thử nghiệm định kỳ phải hiển thị giá trị đo được trong dung sai của nhà sản xuất (thường là ±7,5% đối với trở kháng theo IEC 60076-1). Khi lên kế hoạch hoạt động song song, trở kháng của các thiết bị phải được kết hợp chặt chẽ hơn và góc pha của trở kháng cũng phải tương tự để tránh dòng điện tuần hoàn.

Câu hỏi thường gặp

Điện áp trở kháng 6% có ý nghĩa gì trong thực tế?

Điều đó có nghĩa là khi ngắn mạch thứ cấp-, 6% điện áp sơ cấp định mức sẽ điều khiển dòng điện định mức. Do đó, dòng điện ngắn mạch tiềm năng-bằng khoảng 16,7 lần dòng điện định mức, trước khi thêm trở kháng hệ thống.

Trở kháng có thể thay đổi sau khi sản xuất?

Không. Trở kháng được cố định bởi hình dạng cuộn dây, số vòng quay và cách bố trí. Việc thay đổi nó đòi hỏi phải thiết kế lại, đó là lý do tại sao giá trị phải được thống nhất trong giai đoạn đặc tả.

Tại sao hai máy biến áp song song cần trở kháng tương tự nhau?

Bởi vì việc chia sẻ tải tỷ lệ nghịch với trở kháng. Nếu trở kháng chênh lệch hơn khoảng 10% thì đơn vị-trở kháng thấp hơn sẽ mang nhiều tải hơn một cách không tương xứng và có thể quá nóng.

Trở kháng cao hơn có làm tăng tổn thất không?

Tổn hao tải (tổn hao đồng) là một phần của trở kháng nên các thiết kế có trở kháng cao hơn thường có tổn thất tải cao hơn một chút nhưng thành phần phản kháng chiếm ưu thế và bản thân nó không tiêu thụ công suất tác dụng.

630 kVA có phải là mức định mức-khô lớn nhất hiện có không?

Không. Máy biến áp loại khô có sẵn lên tới vài MVA, nhưng 630 kVA là mức công suất rất phổ biến cho tòa nhà và phân phối công nghiệp do kích thước nhỏ gọn và sự cân bằng tốt giữa công suất và chi phí.

Tóm lại, điện áp trở kháng là một trong những thông số quan trọng nhất của máy biến áp loại khô 630 kVA 10kV{2}}: nó điều phối các mức sự cố, điều chỉnh điện áp và vận hành song song. Việc chỉ định một cách có chủ ý, khoảng 6% cho nhiệm vụ phân phối thông thường và xác minh giá trị đo được trong báo cáo thử nghiệm, sẽ bảo vệ cả máy biến áp và mạng mà nó cấp nguồn.