Viðnám spennara

 

 

 

1.1 Skilgreiningin á viðnám

Skilgreining: Viðnám spennara vísar til viðnáms sem það beitir á straumi þegar straumur rennur í gegnum hann. Það samanstendur af tveimur hlutum: viðnám og inductive viðbragð. Stærð viðnáms er venjulega gefin upp sem prósentu og merkt á spenni nafnplötunnar.

Hluti hluti:

• Viðnám (R): Þetta er viðnámshluti rafmagnsleiðarans í spenni vinda, sem er aðallega ákvarðaður af efni og lengd vinda. Viðnám getur valdið því að raforku tapast í formi hitaorku, sem er þekkt sem kopartap.

• Inductive Reactance (x): Þessi hluti viðnáms er upprunninn frá hvatningu vinda. Þegar skiptisstraumur fer í gegnum vinda mun inductive viðbrögðin hindra breytingu á straumi. Inductive viðbrögðin eru aðallega ákvörðuð af rúmfræðilegri uppbyggingu vafninga og segulstreymis leka milli vafninga.

 

1.2 Tjáningarháttur viðnáms

Heildarviðnám er venjulega tjáð í flóknu formi og samanstendur af samsetningu ónæmis og inductive viðbragðs.

Z=r+jx,  Meðal þeirra er J ímyndaða einingin

Athugasemd: Viðnám vísar ekki til viðnáms einnar háspennu eða lágspennu sjálfrar, heldur samanlagt viðnám háspennu til lágspennu, viðnáms og viðbragðs, sem eru notuð til að lýsa viðnám milli vinda spennara undir ákveðnu rekstrarástandi.

Til dæmis er viðnám þriggja spóluspennu:

Háspenna - lágspenna

Háspenna - miðlungs spenna

Miðlungsspenna - Lágspenna

 

 

2.1 Skilgreiningin á viðnám skammhlaups

Skilgreining: Skammhringur viðnám við spenni nafnplata er mjög mikilvægur breytu, sem endurspeglar rafmagnseinkenni spenni við skammhlaup. Skammhringur er venjulega gefinn upp sem prósentu (%z), sem táknar hlutfall spennunnar sem þarf að beita á aðal vinda til að mynda hlutfallsstrauminn þegar efri vinda spenni er skammhlaupaður að hlutfallsspennu aðal vinda.

 

Mótun:

Skammhlaup viðnám () er hægt að tjá með eftirfarandi formúlu:

Meðal þeirra:

• er spenna sem þarf til að aðal vinda nái til að ná metnum straumi þegar efri vinda er stutt í hring.

• er metin spenna aðal vinda.

Mikilvægi skammhlaups viðnáms

 

2.2 Mikilvægi skammhlaups viðnáms

2.2.1 Takmarkaðu skammhlaupsstraum

Skammhringur viðnám ákvarðar umfang skammhlaupsstraumsins sem myndast af spenni þegar efri vinda er skammhlaup. Skammtímastraumur er hámarksstraumurinn sem getur komið fram í raforkukerfi og hann getur valdið alvarlegri ógn við öryggi búnaðar og kerfa.

Því meiri sem skammhlaupsviðnám er, því minni er skammhlaupsstraumur, sem hjálpar til við að vernda spennubreytuna og niðurstreymisbúnaðinn gegn skemmdum af völdum óhóflegs skammhlaupsstraums.

Útreikningur skammhlaups

Gefið: Nafnplata getu spenni er 100MVA, spennan er 132\/11 kV og skammhlaup viðnám er 10%. Reiknið skammhlaupsstrauminn bæði á háum og lágspennu hliðum.

= skammhlaupstraumur

= metinn straumur

Z%= skammhlaup viðnám

 

Háspennuhlið:

 

Lágspennu hlið:

 

2.2.2 Reglugerð um spennu

Skammhlaup viðnám og spennufall

Stærð skammhlaups viðnáms hefur bein áhrif á spennufall spenni. Stærri skammhlaup viðnám þýðir að þegar spennirinn er undir álagi er spennufallið á vindunum einnig meiri, sem leiðir til meiri lækkunar á framleiðsluspennunni. Með öðrum orðum, því meiri sem skammhlaupsviðnám er, því verra er afköst spennueftirlitsins, vegna þess að framleiðsla spenna sveiflast meira þegar álagið breytist.

2.2.3 Samhliða aðgerð

Þegar margir spennir starfa samhliða ákvarðar umfang skammhlaups viðnám hlutfalls álagsins sem hver spenni ber. Ef skammhlaup viðnám samhliða spennubreyta er mismunandi, verður álagið dreift misjafnlega

• Spenni með litla viðnám

Það mun bera tiltölulega mikið álag. Þetta er vegna þess að minni viðnám þýðir minni spennufall, svo það getur sent meiri straum, sem leiðir til stærra álags.

• Transformers með mikla viðnám

Þá mun það bera minna álag. Þetta er vegna þess að stærri viðnám mun mynda stærri spennudrop, sem leiðir til minni sendan straum og þar með minni álag.

Eitt af skilyrðunum fyrir samhliða notkun er að viðnám margra spennara eru þau sömu.

Segjum sem svo að það séu tveir spennir sem starfa samhliða:

Skammhringur viðnám spennara A er 8%.

Skammhringur viðnám spennara B er 10%.

Ef þessir tveir spenni starfa samhliða, vegna minni skammhlaups viðnám A, mun það bera meira álag en B. til dæmis, ef heildarálag kerfisins er 1000kVa, þá gæti spenni A borið 600kva, en spenni B ber aðeins 400kva.

Þessi ójafn dreifing álags getur leitt til eftirfarandi vandamála:

• Ofhleðsla: Transformers með litla viðnám getur verið of mikið, meðan þeir sem eru með mikla viðnám geta verið í ljósálagi.

• Lítil skilvirkni: Vegna ójafnrar dreifingar álags getur rekstrar skilvirkni alls kerfisins minnkað.

• Stytt líftíma: Transformers sem starfa við ofhleðsluaðstæður geta orðið fyrir styttri líftíma vegna hitauppstreymis og hraðari öldrunar.

2.2.4 Verndunarstillingar

Skammhringur viðnám hefur bein áhrif á stillingu hlífðarbúnaðar eins og liða og aflrofar. Venjulega þarf að stilla verndartæki í samræmi við skammhlaupsstraum til að tryggja að hægt sé að skera niður galla tafarlaust og áhrifaríkan hátt þegar skammhlaup á sér stað og dregur þannig úr áhrifum á aðra hluta kerfisins.

Að skilja skammhlaup viðnám spennara er gagnlegt til að hanna viðeigandi verndarstillingar til að tryggja öryggi og áreiðanleika kerfisins.

 

 

3.1 Kosturinn við mikla viðnám

• Takmarkaðu skammhlaupsstrauminn

Transformers með mikla viðnám geta takmarkað umfang skammhlaupsstraums þegar skammhlaup á sér stað. Þetta hjálpar til við að vernda raforkukerfið og búnaðinn og dregur úr áhrifum galla á kerfið.

• Sveigjanleiki við samhliða notkun

Í spenni sem starfa samhliða, ef það er smá munur á viðnám (en innan hæfilegs sviðs), er auðveldara að dreifa álaginu og forðast óhóflegan styrk álagsins á einum spennum vegna of lítillar viðnáms.

• Kostnaðurinn getur verið tiltölulega lágur

Í sumum hönnun getur aukið viðnám dregið úr magni af vinda efni sem notað er og þar með lækkað framleiðslukostnað.

 

3.2 Ókosturinn við mikla viðnám

Árangur spennueftirlitsins er lélegur

Transformers með mikla viðnám munu upplifa verulegar sveiflur í framleiðsluspennu sinni þegar álagið breytist. Þetta er óhagstætt fyrir álag sem krefst stöðugrar spennu og spennufallið er tiltölulega stórt

Tiltölulega mikið orkutap

Meiri viðnám þýðir meiri mótstöðu og viðbrögð, sem getur leitt til hærra orkutaps og dregið úr skilvirkni spennunnar.

 

3.3 Kostir með litla viðnám

Það hefur góða spennuárangur

Transformers með litla viðnám hafa minni framleiðsluspennu sveiflur þegar álagið breytist og getur veitt stöðugri spennu. Þetta er mjög mikilvægt fyrir tæki sem eru viðkvæm fyrir spennu sveiflum, svo sem rafeindatækjum og gagnaverum, þar sem spennufallið er tiltölulega lítið.

Mikil skilvirkni

Minni viðnám þýðir lægri viðnám og viðbrögð, sem venjulega leiðir til meiri orkunýtni og dregur úr tapi meðan á notkun stendur.

 

3.4 Ókostur við litla viðnám

Skammhlaupsstraumurinn er tiltölulega mikill

Lítil viðnám þýðir að þegar skammhlaup á sér stað verður straumurinn mjög mikill, sem getur valdið verulegum áhrifum á kerfið og búnaðinn. Þetta krefst flóknari og dýrari verndarráðstafana.

Hár framleiðslukostnaður

Að ná litlum viðnám þarf venjulega að nota fleiri efni (svo sem þykkari vír eða stærri kjarna) og flóknari framleiðsluferli, sem eykur kostnað.

 

3.5 Málamiðlun

Í hagnýtum forritum þurfa spennir hönnuðir venjulega að finna jafnvægispunkt milli stærðargráðu viðnáms.

Þessi jafnvægispunktur fer eftir:

• Verndarkröfur fyrir raforkukerfi

Ef stranglega þarf að stjórna skammhlaupsstraumnum er hægt að velja hönnun með stærri viðnám.

• Kröfur um spennu stöðugleika

Ef krafist er mjög stöðugrar framleiðsluspennu er hægt að velja hönnun með minni viðnám.

• Kostnaðarhugsun

Á forsendu að uppfylla frammistöðukröfur er kostnaður oft mikilvægur ákvarðanatökuþáttur.

 

 

4.1 Prófunartilgangur

Skammtímaviðnám og álagsmissipróf er mikilvægt próf fyrir spennir, sem er notað til að ákvarða skammhlaup viðnám (%z) spenni og álagstap (þ.e. kopartap) við skammhlaupsaðstæður. Þetta próf getur veitt mikilvægar rafmagnseinkenni spennunnar við sérstakar vinnuaðstæður, sem er gagnlegt til að sannreyna hönnunargæði og afköst spennisins.

• Mæla skammhlaup viðnám (%z)

Skammhringur viðnám endurspeglar samanlögð áhrif ónæmis og viðbragðs spennis og skiptir sköpum til að meta árangur spennara við bilunaraðstæður.

• Mæla álagsmissi

Álagstap (eða kopartap) er aflstap sem stafar af vinda viðnám spennara undir álagi, sem hægt er

 

4.2 Prófregla

Skammhringur viðnámspróf felur í sér að beita tiltölulega lágum spennu á aðal vinda (venjulega háspennuhlið) spenni meðan skammhringja er til viðbótar vinda (venjulega lágspennuhlið) og mæla spennu, straum og kraft aðal vinda á þessum tíma. Byggt á þessum mælisgildum er hægt að reikna út skammhlaup viðnám og álags tap spenni.

 

4.3 Prófunaraðferðir

4.3.1 Undirbúningur prófs

Raflagnir: Skammhringur Secondary hlið (lágspennu hlið) vinda spenni og tengja aðalhliðina (háspennuhlið) vinda við stillanlegan aflgjafa.

Undirbúningur búnaðar: Tengdu mælitækið við skrá breytur eins og spennu, straum og kraft.

4.3.2 beitt spennu

Auka smám saman spennuna á aðalhliðinni frá núlli þar til straumurinn á aðalhliðinni nær stigstraumnum. Á þessum tímapunkti, vegna skammhlaupsins á efri hliðinni, ætti spennan að vera nálægt núlli.

4.3.3 Mál

Spenna: Mæla og skrá spennunaÁ aðalhliðinni

Núverandi: Mæla og skrá strauminnÁ aðalhliðinni

Kraftur: Mæla og skrá inntak virka afl P, sem er aðallega álagstap (kopartap) vinda.

4.4.4 Útreikningur

Útreikningsformúla skammhlaups viðnám:

Hlutfall skammhlaups viðnám (%z):

Meðal þeirra,er metin spenna spenni

Hleðslutap (kopartap) vísar til mælds afls P.

4.4.5 Prófunarskilyrði

Próf eru venjulega gerð við stofuhita, en vegna verulegra áhrifa hitastigs á vinda viðnám getur raunverulegt mæld álagstap krafist hitastigs leiðréttingar.

Í prófinu er beitt spenna tiltölulega lítil. Það þarf aðeins að ná metnum straumi, ekki hlutfallsspennu, því þegar efri vinda er skammhringinn, er það nægjanlegt að beita lægri spennu til að mynda metinn straum.

4.4.6 Greining á niðurstöðum prófa

Skammhlaupsgildi

Mæld skammhlaupsgildi ætti að vera í samræmi við hönnunargildið eða gildi á nafnplötunni. Ef munurinn er marktækur getur það bent til þess að það séu vandamál í hönnun eða framleiðslu spenni.

Hleðslutap

Mælda álagstap (kopartap) er notað til að meta skilvirkni spenni við fullhleðsluaðstæður. Þetta tap ætti að vera innan þess sviðs sem tilgreint er í hönnuninni.

4.4.7 Mikilvægi

Skammtímaviðnámsprófið staðfestir ekki aðeins hönnun og framleiðslu gæði spenni, heldur veitir einnig lykilgögn fyrir bilunargreiningu kerfisins, stillingu verndartækja og samhliða rekstur spenni. Með þessu prófi geta verkfræðingar tryggt öryggi og áreiðanleika spenni í raunverulegri notkun. Að lokum er skammhlaupsprófið mikilvægt skref til að tryggja að spenni uppfylli hönnunarforskriftirnar og geti starfað á öruggan og skilvirkan hátt.