U svijetu transformatora, pojmovi "napajanje petlje" i "radijalno napajanje" najčešće se povezuju s rasporedom visokonaponskih provodnika za transformatore za montažu na pregrade. Ovi termini, međutim, nisu nastali od transformatora. Oni dolaze iz šireg koncepta distribucije energije u električnim sistemima (ili krugovima). Transformator se naziva transformator za napajanje s petljom jer je njegova konfiguracija izolacije prilagođena sistemu distribucije petlje. Isto važi i za transformatore koje klasifikujemo kao radijalno napajanje – njihov raspored provodnika je tipično prilagođen radijalnim sistemima.
Od dvije vrste transformatora, verzija s petljom je najprilagodljivija. Jedinica za napajanje petljom može prihvatiti i radijalnu i konfiguraciju sistema petlje, dok se transformatori radijalnog napajanja gotovo uvijek pojavljuju u radijalnim sistemima.
Radijalni i kružni distributivni sistemi
I radijalni sistemi i sistemi sa petljom imaju za cilj da postignu istu stvar: pošalju srednjenaponsku snagu iz zajedničkog izvora (obično trafostanice) do jednog ili više transformatora koji opslužuju opterećenje.
Radijalni pomak je jednostavniji od ta dva. Zamislite krug sa nekoliko linija (ili radijana) koji polaze iz jedne središnje tačke, kao što je prikazano na slici 1. Ova središnja tačka predstavlja izvor energije, a kvadrati na kraju svake linije predstavljaju opadajuće transformatore. U ovom podešavanju, svaki transformator se napaja iz iste tačke u sistemu, a ako je izvor napajanja prekinut radi održavanja, ili ako dođe do kvara, cijeli sistem se gasi dok se problem ne riješi.
Slika 1: Gornji dijagram prikazuje transformatore povezane u radijalni distributivni sistem. Centralna tačka predstavlja izvor električne energije. Svaki kvadrat predstavlja pojedinačni transformator koji se napaja iz istog izvora napajanja.
Slika 2: U sistemu distribucije napajanja u petlji, transformatori se mogu napajati iz više izvora. Ako dođe do kvara napojnog kabla prema vjetru od izvora A, sistem se može napajati pomoću napojnih kablova povezanih na izvor B bez značajnog gubitka usluge.
U sistemu petlje, napajanje se može napajati iz dva ili više izvora. Umjesto napajanja transformatora iz jedne centralne tačke kao na slici 1, sistem petlje prikazan na slici 2 nudi dvije odvojene lokacije sa kojih se može napajati struja. Ako se jedan izvor napajanja isključi, drugi može nastaviti s napajanjem sistema. Ova redundantnost pruža kontinuitet usluge i čini sistem petlje poželjnim izborom za mnoge krajnje korisnike, kao što su bolnice, fakulteti, aerodromi i veliki industrijski kompleksi. Slika 3 daje izbliza pogled na dva transformatora prikazana u sistemu petlje sa slike 2.
Slika 3: Gornji crtež prikazuje dva transformatora konfigurisana sa petljom spojenih zajedno u sistem petlje sa opcijom napajanja iz jednog od dva izvora napajanja.
Razlika između radijalnih i petljastih sistema može se sažeti na sljedeći način:
Ako transformator prima struju iz samo jedne tačke u kolu, tada je sistem radijalan.
Ako je transformator sposoban da primi struju iz dvije ili više tačaka u kolu, onda je sistem petlja.
Pažljivo ispitivanje transformatora u kolu možda neće jasno pokazati da li je sistem radijalni ili petljasti; kao što smo istakli na početku, i transformatori za napajanje i radijalno napajanje mogu se konfigurisati da rade u bilo kojoj konfiguraciji kola (mada opet, retko je videti transformator radijalnog napajanja u sistemu petlje). Električni nacrt i jednolinijski je najbolji način da se odredi raspored i konfiguracija sistema. Imajući to u vidu, pažljivijim sagledavanjem konfiguracije primarne izolacije radijalnih transformatora i transformatora sa petljom, često je moguće izvući dobro informisan zaključak o sistemu.
Konfiguracije radijalnih i petljih čaura
U transformatorima za montažu, glavna razlika između radijalnog i petlje napajanja leži u konfiguraciji primarnog/HV čahura (lijeva strana transformatorskog ormara). U radijalnom primarnom napajanju postoji po jedna čaura za svaki od tri ulazna fazna provodnika, kao što je prikazano na slici 4. Ovaj raspored se najčešće nalazi tamo gdje je potreban samo jedan transformator za napajanje cijele lokacije ili objekta. Kao što ćemo kasnije vidjeti, transformatori radijalnog napajanja se često koriste za posljednju jedinicu u nizu transformatora povezanih zajedno sa primarnim napajanjem petlje (vidi sliku 6).
Slika 4:Radijalne konfiguracije uvlačenja su dizajnirane za jedno dolazno primarno napajanje.
Primarne petlje za napajanje imaju šest čahura umjesto tri. Najčešći raspored je poznat kao V petlja sa dva seta od tri raspoređene čahure (vidi sliku 5) - tri čahure na lijevoj strani (H1A, H2A, H3A) i tri na desnoj strani (H1B, H2B, H3B), kako je navedeno u IEEE Std C57.12.34.
Slika 5: Konfiguracija petlje pruža mogućnost dva primarna izvora.
Najčešća primjena primarnog sa šest provodnika je povezivanje nekoliko transformatora za napajanje petlje zajedno. U ovoj postavci, dolazni izvor napajanja se dovodi u prvi transformator u liniji. Drugi set kablova ide od B-strane čaura prve jedinice do A-strane čaura sledećeg transformatora u seriji. Ova metoda uzastopnog povezivanja dva ili više transformatora u nizu se također naziva „petlja“ transformatora (ili „petlja transformatora zajedno“). Važno je napraviti razliku između “petlje” (ili lanca u nizu) transformatora i napajanja petlje, jer se to odnosi na provodnike transformatora i električne distributivne sisteme. Slika 6 prikazuje savršen primjer petlje transformatora ugrađenih u radijalni sistem. Ako se napajanje izgubi na izvoru, sva tri transformatora će biti isključena dok se napajanje ne vrati. Napomena, pomno ispitivanje jedinice radijalnog napajanja na krajnjoj desnoj strani bi ukazalo na radijalni sistem, ali to ne bi bilo tako jasno kada bismo pogledali samo druge dvije jedinice.
Slika 6: Ova grupa transformatora se napaja iz jednog izvora počevši od prvog transformatora u seriji. Primarno napajanje se prenosi kroz svaki transformator u liniji do završne jedinice gdje se završava.
Unutarnji primarni bočni bajonet osigurači mogu se dodati svakom transformatoru, kao što je prikazano na slici 7. Primarni osigurač dodaje dodatni sloj zaštite za električni sistem—posebno kada je nekoliko transformatora povezanih zajedno pojedinačno osigurano.
Slika 7:Svaki transformator je opremljen svojom internom zaštitom od prekomjerne struje.
Ako se kvar na sekundarnoj strani dogodi na jednoj jedinici (slika 8), primarni osigurač će prekinuti tok prekomjerne struje na neispravnom transformatoru prije nego što bude u mogućnosti da dosegne ostale jedinice, a normalna struja će nastaviti teći pored neispravne jedinice do preostali transformatori u kolu. Ovo minimizira vrijeme zastoja i prenosi kvar na jednu jedinicu kada je nekoliko jedinica spojeno zajedno u jedno granano kolo. Ova postavka sa internom zaštitom od prekomjerne struje može se koristiti u radijalnim ili kružnim sistemima – u oba slučaja, osigurač za izbacivanje će izolirati neispravnu jedinicu i opterećenje koje opslužuje.
Slika 8: U slučaju kvara na strani opterećenja na jednoj jedinici u nizu transformatora, osigurač na primarnoj strani će izolovati neispravnu jedinicu od ostalih transformatora u petlji – sprečavajući dalje oštećenje i omogućavajući neprekidan rad ostatku sistema.
Druga primjena konfiguracije otvora za napajanje petlje je povezivanje dva odvojena izvora napajanja (Feed A i Feed B) na jednu jedinicu. Ovo je slično ranijem scenariju na slici 2 i slici 3, ali sa jednom jedinicom. Za ovu primjenu, jedan ili više prekidača rotacijskog tipa uronjenih u ulje su instalirani u transformatoru, omogućavajući jedinici da se po potrebi izmjenjuje između dva napajanja. Određene konfiguracije će omogućiti prebacivanje između svakog izvora napajanja bez trenutnog gubitka snage na opsluživanom opterećenju – ključna prednost za krajnje korisnike koji cijene kontinuitet električne usluge.
Slika 9: Gornji dijagram prikazuje jedan transformator za napajanje petlje u sistemu petlje sa opcijom napajanja iz jednog od dva izvora napajanja.
Evo još jednog primjera transformatora za napajanje petlje instaliranog u radijalni sistem. U ovoj situaciji, primarni ormar ima samo jedan set provodnika koji se nalazi na A-strani provodnika, a drugi set B-strane provodnika je završen ili izolovanim kapicama ili koljenim odvodnicima. Ovaj raspored je idealan za svaku primjenu radijalnog napajanja gdje je potreban samo jedan transformator u instalaciji. Instalacija uređaja za zaštitu od prenapona na B-strane čahure je također standardna konfiguracija za posljednji transformator u lancu ili nizu jedinica za napajanje petlje (konvencionalno, zaštita od prenapona je instalirana na posljednjoj jedinici).
Slika 10: Evo primjera primarne petlje sa šest čaura gdje su druge tri B-strane čahure završene mrtvim prednjim koljenim odvodnicima. Ova konfiguracija radi samo za jedan transformator, a koristi se i za posljednji transformator u nizu povezanih jedinica.
Takođe je moguće ponoviti ovu konfiguraciju sa primarnim radijalnim napajanjem sa tri čahure koristeći rotirajuće umetke (ili prolazne). Svaki prolazni umetak vam daje mogućnost da instalirate jedan završetak kabla i jedan mrtvi odvodnik prednjeg kolena po fazi. Ova konfiguracija sa ulaznim umetcima takođe omogućava sletanje još jednog seta kablova za aplikacije u sistemu petlje, ili bi se dodatne tri veze mogle koristiti za napajanje drugog transformatora u seriji (ili petlji) jedinica. Provodna konfiguracija sa radijalnim transformatorima ne dozvoljava mogućnost izbora između odvojenog seta provodnika sa strane A i B sa unutrašnjim prekidačima na transformatoru, što ga čini nepoželjnim izborom za sisteme petlje. Takva jedinica bi se mogla koristiti kao privremeno (ili iznajmljeno) rješenje kada transformator za napajanje petlje nije lako dostupan, ali nije idealno trajno rješenje.
Slika 11: Rotirajući ulazni umetci mogu se koristiti za dodavanje odvodnika ili drugog seta odlaznih kablova u postavu radijalnog napajanja.
Kao što je spomenuto na početku, transformatori za napajanje s petljom se široko koriste u radijalnim sistemima jer se lako mogu opremiti za samostalan rad kao što je prikazano iznad na slici 10, ali su gotovo uvijek isključivi izbor za sisteme s petljom zbog svojih šest čahura. raspored. Sa instalacijom prekidača uronjenog u ulje, višestruki izvori napajanja mogu se kontrolirati iz primarnog ormara jedinice.
Princip sa selektorskim prekidačima uključuje prekid toka struje na namotajima transformatora baš kao običan prekidač za uključivanje/isključivanje s dodatnom mogućnošću preusmjeravanja strujnog toka između A-strane i B-strane čahure. Najlakša konfiguracija prekidača za razumijevanje je opcija prekidača s tri dva položaja. Kao što je prikazano na slici 12, jedan prekidač za uključivanje/isključivanje kontroliše sam transformator, a dva dodatna prekidača pojedinačno kontrolišu napajanje na A i B strani. Ova konfiguracija je savršena za postavke sistema petlje (kao na slici 9 iznad) koje zahtijevaju odabir između dva odvojena izvora u bilo kojem trenutku. Takođe dobro funkcioniše za radijalne sisteme sa više jedinica koje su međusobno povezane.
Slika 12:Primjer transformatora sa tri pojedinačna dvopoložajna prekidača na primarnoj strani. Ovaj tip selektorskog prekidača može se koristiti i sa jednim prekidačem sa četiri položaja, međutim, opcija sa četiri položaja nije baš toliko raznovrsna, jer ne dozvoljava uključivanje/isključivanje samog transformatora bez obzira na A stranu i B-side feeds.
Slika 13 prikazuje tri transformatora, svaki sa po tri dvopoložajna prekidača. Prva jedinica na lijevoj strani ima sva tri prekidača u zatvorenom (uključenom) položaju. Transformator u sredini ima prekidače na A i B strani u zatvorenom položaju, dok je prekidač koji kontroliše zavojnicu transformatora u otvorenom (isključenom) položaju. U ovom scenariju, napajanje se dovodi do opterećenja koje opslužuju prvi transformator i posljednji transformator u grupi, ali ne i srednju jedinicu. Pojedinačni prekidači za uključivanje/isključivanje na A i B strani omogućavaju da se protok struje prenese na sljedeću jedinicu u liniji kada je prekidač za uključivanje/isključivanje za kalem transformatora otvoren.
Slika 13: Korištenjem više prekidača za izbor na svakom transformatoru, jedinica u centru može biti izolirana bez gubitka struje za susjedne jedinice.
Postoje i druge moguće konfiguracije prekidača, kao što je prekidač sa četiri položaja – koji na neki način kombinuje tri pojedinačna dvopoložajna prekidača u jedan uređaj (sa nekoliko razlika). Prekidači sa četiri položaja se takođe nazivaju „prekidači za napajanje petlje“ jer se koriste isključivo sa transformatorima za napajanje petlje. Prekidači za dovod petlje mogu se koristiti u radijalnim ili kružnim sistemima. U radijalnom sistemu se koriste za izolaciju transformatora od ostalih u grupi kao na slici 13. U sistemu petlje, takvi prekidači se češće koriste za kontrolu snage iz jednog od dva ulazna izvora (kao na slici 9).
Dublji pogled na sklopke za napajanje s petljom je izvan okvira ovog članka, a njihov kratak opis ovdje se koristi da pokaže značajnu ulogu prekidača za izbor unutrašnjeg transformatora u transformatorima za napajanje s petljom instaliranim u radijalnim i kružnim sistemima. Za većinu situacija u kojima je potreban zamjenski transformator u sistemu napajanja s petljom, bit će potreban tip prebacivanja koji je gore razmotren. Tri dvopoložajna prekidača nude najveću svestranost i iz tog razloga su idealno rješenje u zamjenskom transformatoru ugrađenom u sistem petlje.
Rezime
Kao opšte pravilo, transformator montiran na radijalno napajanje obično označava radijalni sistem. Sa transformatorom koji je montiran na podlogu za napajanje u petlji, može biti teže odrediti konfiguraciju kola. Prisustvo internih prekidača uronjenih u ulje često će ukazivati na sistem petlje, ali ne uvijek. Kao što je spomenuto na početku, sistemi petlje se obično koriste tamo gdje je potreban kontinuitet usluge, kao što su bolnice, aerodromi i fakulteti. Za kritične instalacije poput ovih, specifična konfiguracija će gotovo uvijek biti potrebna, ali mnoge komercijalne i industrijske primjene će omogućiti određenu fleksibilnost u konfiguraciji transformatora montiranog na podlogu koji se isporučuje – posebno ako je sistem radijalan.
Ako ste novi u radu s aplikacijama transformatora s radijalnim i petljnim napajanjem postavljenim na podlogu, preporučujemo da ovaj vodič držite pri ruci kao referencu. Znamo da to nije sveobuhvatno, pa nam se slobodno obratite ako imate dodatnih pitanja. Također se trudimo da naš inventar transformatora i dijelova bude dobro zalihama, pa nas obavijestite ako imate potrebu za specifičnom primjenom.
Vrijeme objave: Nov-08-2024