В света на трансформаторите термините "захранване по контур" и "радиално захранване" най-често се свързват с оформлението на високоволтовата втулка за отделени трансформатори с подложка. Тези термини обаче не произхождат от трансформаторите. Те идват от по-широката концепция за разпределение на мощността в електрически системи (или вериги). Трансформаторът се нарича трансформатор за захранващ контур, тъй като конфигурацията му на втулка е пригодена към система за разпределение на контура. Същото важи и за трансформаторите, които класифицираме като радиално захранване - тяхното разположение на втулките обикновено е подходящо за радиални системи.
От двата вида трансформатори, версията за захранване на контур е най-адаптивната. Устройството за захранване на контур може да побере както радиални, така и контурни системни конфигурации, докато радиалните захранващи трансформатори почти винаги се появяват в радиалните системи.
Радиални и контурни системи за разпределение на захранването
Както радиалните, така и контурните системи имат за цел да постигнат едно и също нещо: да изпратят захранване със средно напрежение от общ източник (обикновено подстанция) към един или повече понижаващи трансформатори, обслужващи товар.
Радиалното подаване е по-простото от двете. Представете си кръг с няколко линии (или радиани), излизащи от една централна точка, както е показано на фигура 1. Тази централна точка представлява източника на енергия, а квадратите в края на всяка линия представляват понижаващи трансформатори. При тази настройка всеки трансформатор се захранва от една и съща точка в системата и ако източникът на захранване бъде прекъснат за поддръжка или ако възникне повреда, цялата система спира, докато проблемът не бъде разрешен.
Фигура 1: Горната диаграма показва трансформатори, свързани в радиална разпределителна система. Централната точка представлява източника на електричество. Всеки квадрат представлява отделен трансформатор, захранван от едно и също захранване.
Фигура 2: В система за разпределение на захранващия контур трансформаторите могат да се захранват от множество източници. Ако възникне повреда на захранващия кабел срещу вятъра на източник A, системата може да се захранва от захранващите кабели, свързани към източник B, без значителна загуба на обслужване.
В контурна система захранването може да се доставя от два или повече източника. Вместо да захранва трансформатори от една централна точка, както е на Фигура 1, контурната система, показана на Фигура 2, предлага две отделни места, от които може да се подава захранване. Ако един източник на захранване излезе офлайн, другият може да продължи да захранва системата. Тази резервираност осигурява непрекъснатост на услугата и прави контурната система предпочитан избор за много крайни потребители, като например болници, университетски кампуси, летища и големи индустриални комплекси. Фигура 3 дава изглед отблизо на два трансформатора, изобразени в контурната система от Фигура 2.
Фигура 3: Чертежът по-горе показва два конфигурирани захранващи трансформатора, свързани заедно в контурна система с опция за захранване от едно от двете захранващи устройства.
Разликата между радиалните и кръговите системи може да се обобщи, както следва:
Ако трансформаторът получава захранване само от една точка във веригата, тогава системата е радиална.
Ако трансформаторът може да получава захранване от две или повече точки във верига, тогава системата е контурна.
Внимателното изследване на трансформаторите във верига може да не покаже ясно дали системата е радиална или контурна; както посочихме в началото, както захранващият контур, така и трансформаторите с радиално захранване могат да бъдат конфигурирани да работят във всяка конфигурация на веригата (макар че отново рядко се вижда трансформатор с радиално захранване в контурна система). Електрически план и едноредов е най-добрият начин за определяне на оформлението и конфигурацията на системата. Като се има предвид това, с по-внимателен поглед върху конфигурацията на първичната втулка на радиални и контурни захранващи трансформатори, често е възможно да се направи добре информирано заключение за системата.
Конфигурации на радиална и контурна захранваща втулка
При трансформаторите за монтаж на подложка основното разграничение между радиалното и контурното захранване се крие в конфигурацията на първичната/HV втулка (лявата страна на шкафа на трансформатора). В първичния радиален захранващ елемент има по една втулка за всеки от трите входящи фазови проводника, както е показано на фигура 4. Това оформление най-често се среща, когато е необходим само един трансформатор за захранване на цял обект или съоръжение. Както ще видим по-късно, радиалните захранващи трансформатори често се използват за последната единица в серия от трансформатори, свързани заедно с първични захранващи контури (вижте Фигура 6).
Фигура 4:Конфигурациите с радиално подаване са проектирани за едно входящо основно подаване.
Основните захранващи контури имат шест втулки вместо три. Най-често срещаната подредба е известна като V-контур с два комплекта от три разположени в шахмат втулки (вижте Фигура 5) – три втулки отляво (H1A, H2A, H3A) и три отдясно (H1B, H2B, H3B), както е очертано в IEEE Std C57.12.34.
Фигура 5: Конфигурацията на контурно захранване предлага възможност за две първични захранвания.
Най-често срещаното приложение за първична втулка с шест втулки е да се свържат заедно няколко захранващи трансформатора. При тази настройка входящото захранващо устройство се въвежда в първия трансформатор в гамата. Втори комплект кабели преминава от втулките от страната B на първия модул до втулките от страната на А на следващия трансформатор в серията. Този метод на последователно свързване на два или повече трансформатора в един ред също се нарича "контур" от трансформатори (или "циклични трансформатори заедно"). Важно е да се прави разлика между „контур“ (или последователна верига) от трансформатори и захранващ контур, тъй като се отнася до трансформаторни втулки и електрически разпределителни системи. Фигура 6 очертава идеален пример за верига от трансформатори, инсталирани в радиална система. Ако захранването се загуби при източника, и трите трансформатора ще бъдат офлайн, докато захранването не бъде възстановено. Обърнете внимание, внимателното разглеждане на радиалния захранващ блок в най-дясната част би показало радиална система, но това няма да е толкова ясно, ако погледнем само другите две модули.
Фигура 6: Тази група трансформатори се захранва от един източник, започващ от първия трансформатор в серията. Първичното захранване се предава през всеки трансформатор в гамата до крайния модул, където се прекратява.
Към всеки трансформатор могат да се добавят вътрешни байонетни предпазители от първичната страна, както е показано на Фигура 7. Първичното предпазител добавя допълнителен слой на защита за електрическата система - особено когато няколко трансформатора, свързани заедно, са с индивидуални предпазители.
Фигура 7:Всеки трансформатор е оборудван със собствена вътрешна защита от свръхток.
Ако възникне повреда на вторичната страна на един модул (Фигура 8), първичният предпазител ще прекъсне потока на свръхток в повредения трансформатор, преди той да успее да достигне останалите модули, и нормалният ток ще продължи да тече покрай повредения модул към останалите трансформатори във веригата. Това минимизира времето за престой и предава повредата на един модул, когато няколко блока са свързани заедно в една разклонена верига. Тази настройка с вътрешна защита от свръхток може да се използва в радиални или контурни системи – и в двата случая изтласкващият предпазител ще изолира повредения модул и товара, който обслужва.
Фигура 8: В случай на повреда от страна на товара на един модул в поредица от трансформатори, предпазителят на първичната страна ще изолира повредения модул от другите трансформатори в контура – предотвратявайки по-нататъшни повреди и позволявайки непрекъсната работа на останалата част от системата.
Друго приложение на конфигурацията на захранващата втулка за контур е да се свържат два отделни източника на захранване (Подаване A и Подаване B) към един модул. Това е подобно на предишния сценарий на Фигура 2 и Фигура 3, но с единична единица. За това приложение един или повече потопени в масло въртящи се селекторни превключватели са монтирани в трансформатора, позволявайки на модула да редува между двете захранвания, ако е необходимо. Определени конфигурации ще позволят превключване между всеки източник на захранване без моментна загуба на захранване към обслужвания товар - решаващо предимство за крайните потребители, които ценят непрекъснатостта на електрическата услуга.
Фигура 9: Диаграмата по-горе показва един контурен захранващ трансформатор в контурна система с опция за захранване от едно от двете захранващи устройства.
Ето още един пример за захранващ трансформатор за контур, инсталиран в радиална система. В тази ситуация първичният шкаф има само един комплект проводници, кацнал върху втулките от страната на А, а вторият комплект втулки от страната на В е завършен или с изолирани капачки, или с колена. Това разположение е идеално за всяко приложение с радиално захранване, където е необходим само един трансформатор в инсталация. Инсталирането на устройства за защита от пренапрежение на втулките от страна на B също е стандартна конфигурация за последния трансформатор във верига или поредица от блокове за захранване на контур (традиционно защитата от пренапрежение се инсталира на последния модул).
Фигура 10: Тук е пример за първична захранваща верига с шест втулки, където вторите три втулки от страната на B са завършени с мъртви предни колена. Тази конфигурация работи само за един трансформатор и също така се използва за последния трансформатор в серия от свързани единици.
Също така е възможно да се възпроизведе тази конфигурация с първично радиално подаване с три втулки, като се използват въртящи се проходни (или захранващи) вложки. Всяка захранваща вложка ви дава възможност да инсталирате един кабелен край и един мъртъв преден колянов ограничител на фаза. Тази конфигурация с вложки за захранване също така прави възможно кацането на друг комплект кабели за приложения на контурна система или допълнителните три връзки могат да се използват за подаване на захранване към друг трансформатор в серия (или контур) от устройства. Проходната конфигурация с радиални трансформатори не позволява опцията за избор между отделен набор от втулки от страна А и страна В с вътрешни превключватели при трансформатора, което я прави нежелан избор за контурни системи. Такъв модул може да се използва за временно решение (или решение за отдаване под наем), когато трансформаторът за захранващ контур не е лесно достъпен, но не е идеалното постоянно решение.
Фигура 11: Въртящи се захранващи вложки могат да се използват за добавяне на ограничители или друг набор от изходящи кабели към настройка на радиална захранваща втулка.
Както бе споменато в началото, захранващите трансформатори за верига се използват широко в радиални системи, тъй като лесно могат да бъдат оборудвани за самостоятелна работа, както е показано по-горе на Фигура 10, но те почти винаги са изключителният избор за системи за верига поради техните шест втулки оформление. С инсталирането на потопен в масло селекторен превключвател, захранването на множество източници може да се контролира от основния шкаф на модула.
Принципът със селекторните превключватели включва прекъсване на потока от ток в намотките на трансформатора точно като обикновен превключвател за включване/изключване с допълнителната възможност за пренасочване на токовия поток между втулките от страната A и страната B. Най-лесната за разбиране конфигурация на селекторния превключвател е опцията с три двупозиционни превключвателя. Както е показано на Фигура 12, един превключвател за включване/изключване контролира самия трансформатор, а двата допълнителни превключвателя контролират поотделно захранванията от страна на A и страна B. Тази конфигурация е перфектна за настройки на контурни системи (както на фигура 9 по-горе), които изискват избор между два отделни източника във всеки даден момент. Също така работи добре за радиални системи с множество устройства, свързани верижно.
Фигура 12:Пример за трансформатор с три отделни двупозиционни превключвателя от първичната страна. Този тип селекторно превключване може да се използва и с един четирипозиционен превключвател, но опцията с четири позиции не е толкова гъвкава, тъй като не позволява включване/изключване на самия трансформатор, независимо от A-страната и B-странични емисии.
Фигура 13 показва три трансформатора, всеки с три двупозиционни превключвателя. Първият модул отляво има и трите превключвателя в затворено (включено) положение. Трансформаторът в средата има превключватели от страната A и B в затворено положение, докато превключвателят, управляващ намотката на трансформатора, е в отворено (изключено) положение. В този сценарий захранването се подава към товара, който се обслужва от първия трансформатор и последния трансформатор в групата, но не и към средното устройство. Индивидуалните превключватели за включване/изключване от страна на A и страна B позволяват потокът от ток да бъде прехвърлен към следващия модул в гамата, когато превключвателят за включване/изключване за трансформаторната намотка е отворен.
Фигура 13: Чрез използване на множество селекторни превключватели на всеки трансформатор, модулът в центъра може да бъде изолиран без загуба на захранване към съседните модули.
Има и други възможни конфигурации на превключватели, като например четирипозиционен превключвател, който по някакъв начин комбинира трите отделни двупозиционни превключвателя в едно устройство (с няколко разлики). Превключвателите с четири позиции се наричат също „превключватели за захранване на верига“, тъй като се използват изключително с трансформатори за захранване на верига. Превключвателите за подаване на контур могат да се използват в радиални или контурни системи. В радиална система те се използват за изолиране на трансформатор от други в група, както е на Фигура 13. В система с верига такива превключватели се използват по-често за управление на захранването от един от двата входящи източника (както на Фигура 9).
По-задълбочено разглеждане на превключвателите за захранване на веригата е извън обхвата на тази статия и краткото им описание тук се използва, за да покаже значителната роля на превключвателите за избор на вътрешни трансформатори в трансформаторите за захранване на веригата, инсталирани в радиални и контурни системи. За повечето ситуации, когато е необходим заместващ трансформатор в система за захранване на контур, ще се изисква типът превключване, обсъден по-горе. Три двупозиционни превключвателя предлагат най-голяма гъвкавост и поради тази причина те са идеално решение в заместващ трансформатор, инсталиран в контурна система.
Резюме
Като общо правило, монтиран на подложка радиален захранващ трансформатор обикновено означава радиална система. С трансформатор, монтиран на подложка за захранване на веригата, може да бъде по-трудно да се определи конфигурацията на веригата. Наличието на вътрешни потопени в масло превключватели често показва контурна система, но не винаги. Както бе споменато в началото, цикличните системи обикновено се използват там, където се изисква непрекъснатост на услугата, като болници, летища и университетски кампуси. За критични инсталации като тези почти винаги ще е необходима специфична конфигурация, но много търговски и индустриални приложения ще позволят известна гъвкавост в конфигурацията на доставяния трансформатор, монтиран на подложка – особено ако системата е радиална.
Ако не сте запознати с работата с радиални и контурни захранващи трансформаторни приложения, монтирани на тампон, препоръчваме да държите това ръководство под ръка като справка. Знаем обаче, че не е изчерпателен, така че можете да се свържете с нас, ако имате допълнителни въпроси. Ние също работим усилено, за да поддържаме нашия инвентар от трансформатори и части добре зареден, така че ни уведомете, ако имате нужда от конкретно приложение.
Време на публикуване: 8 ноември 2024 г