U svijetu transformatora, pojmovi "loop feed" i "radial feed" najčešće se povezuju s rasporedom HV izolatora za transformatore koji se montiraju s odjeljcima. Ovi izrazi, međutim, nisu potjecali od transformatora. Oni dolaze iz šireg koncepta distribucije energije u električnim sustavima (ili krugovima). Transformator se naziva transformator napajanja petlje jer je njegova konfiguracija izolacije prilagođena sustavu distribucije petlje. Isto se odnosi i na transformatore koje klasificiramo kao radijalne izvore—njihov raspored čahura obično je prilagođen radijalnim sustavima.
Od dvije vrste transformatora, verzija s petljom je najprilagodljivija. Jedinica za napajanje s petljom može se prilagoditi i radijalnim i konfiguracijama sustava s petljom, dok se transformatori radijalnog napajanja gotovo uvijek pojavljuju u radijalnim sustavima.
Radijalni i petljasti sustavi distribucije napajanja
I radijalni i petljasti sustavi imaju za cilj postići istu stvar: poslati srednjenaponsku snagu iz zajedničkog izvora (obično trafostanice) na jedan ili više transformatora koji opslužuju opterećenje.
Radijalno napajanje je jednostavnije od ta dva. Zamislite krug s nekoliko linija (ili radijana) koji polaze od jedne središnje točke, kao što je prikazano na slici 1. Ova središnja točka predstavlja izvor energije, a kvadratići na kraju svake linije predstavljaju transformatore za smanjenje. U ovoj postavci, svaki se transformator napaja iz iste točke u sustavu, a ako se izvor napajanja prekine zbog održavanja ili ako dođe do kvara, cijeli sustav pada dok se problem ne riješi.
Slika 1: Gornji dijagram prikazuje transformatore povezane u radijalni distribucijski sustav. Središnja točka predstavlja izvor električne energije. Svaki kvadrat predstavlja pojedinačni transformator koji se napaja iz istog izvora napajanja.
Slika 2: U sustavu distribucije napajanja u petlji, transformatori se mogu napajati iz više izvora. Ako dođe do kvara napojnog kabela uz vjetar od izvora A, sustav se može napajati iz napojnih kabela spojenih na izvor B bez značajnog gubitka usluge.
U sustavu s petljom, napajanje se može napajati iz dva ili više izvora. Umjesto napajanja transformatora iz jedne središnje točke kao na slici 1, sustav petlje prikazan na slici 2 nudi dvije odvojene lokacije s kojih se može opskrbljivati strujom. Ako se jedan izvor napajanja isključi, drugi može nastaviti opskrbljivati sustav energijom. Ova redundancija osigurava kontinuitet usluge i čini sustav petlje preferiranim izborom za mnoge krajnje korisnike, poput bolnica, sveučilišnih kampusa, zračnih luka i velikih industrijskih kompleksa. Slika 3 daje pogled izbliza na dva transformatora prikazana u sustavu petlje sa slike 2.
Slika 3: Gornji crtež prikazuje dva transformatora s konfiguriranim napajanjem petlje spojena u sustav petlje s mogućnošću napajanja iz jednog od dva izvora napajanja.
Razlika između radijalnih i petljastih sustava može se sažeti na sljedeći način:
Ako transformator prima snagu iz samo jedne točke u krugu, tada je sustav radijalan.
Ako transformator može primiti struju iz dvije ili više točaka u krugu, tada je sustav petljasti.
Pomno ispitivanje transformatora u krugu možda neće jasno pokazati je li sustav radijalan ili petljasti; kao što smo istaknuli na početku, i transformatori s petljom i radijalnim napajanjem mogu se konfigurirati za rad u bilo kojoj konfiguraciji strujnog kruga (iako opet, rijetko je vidjeti radijalni transformator napajanja u sustavu s petljom). Električni nacrt i jednolinijski je najbolji način za određivanje izgleda i konfiguracije sustava. Uz to, s bližim pogledom na konfiguraciju primarne izolacije radijalnih transformatora i transformatora s petljom, često je moguće izvući dobro informiran zaključak o sustavu.
Konfiguracije radijalnih i kružnih dovodnih čahura
U transformatorima koji se montiraju na podlogu, glavna razlika između radijalnog i kružnog napajanja leži u konfiguraciji primarne/HV izolacije (lijeva strana ormarića transformatora). U primarnom radijalnom napajanju, postoji jedan čahur za svaki od tri ulazna fazna vodiča, 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 vidjeti kasnije, transformatori radijalnog napajanja često se koriste za posljednju jedinicu u nizu transformatora spojenih zajedno s primarima napajanja petlje (vidi sliku 6).
Slika 4:Radijalne konfiguracije dovoda dizajnirane su za jedan dolazni primarni dovod.
Primarne jedinice za napajanje imaju šest čahura umjesto tri. Najčešći raspored poznat je kao V petlja s dva niza od tri raspoređene čahure (vidi sliku 5)—tri čahure s lijeve (H1A, H2A, H3A) i tri zdesna (H1B, H2B, H3B), kako je prikazano u IEEE Std C57.12.34.
Slika 5: Konfiguracija loop feeda nudi mogućnost dva primarna izvora.
Najčešća primjena primara sa šest izolacijskih čahura je povezivanje nekoliko napojnih transformatora zajedno. U ovoj postavci, dolazni izvor napajanja dovodi se u prvi transformator u nizu. Drugi set kabela ide od provodnika na strani B prve jedinice do provodnika na strani A sljedećeg transformatora u seriji. Ova metoda lančanog povezivanja dva ili više transformatora u nizu također se naziva "petlja" transformatora (ili "spajanje transformatora zajedno"). Važno je napraviti razliku između "petlje" (ili lančanog lanca) transformatora i napajanja petlje jer se odnosi na transformatorske čahure i električne distribucijske sustave. Slika 6 prikazuje savršen primjer petlje transformatora instaliranih u radijalnom sustavu. Ako se napajanje izgubi na izvoru, sva tri transformatora bit će isključena dok se napajanje ne ponovno uspostavi. Imajte na umu da bi pomno ispitivanje radijalne jedinice za napajanje na krajnjoj desnoj strani ukazalo na radijalni sustav, ali to ne bi bilo tako jasno da gledamo samo druge dvije jedinice.
Slika 6: Ova skupina transformatora napaja se iz jednog izvora počevši od prvog transformatora u seriji. Primarno napajanje prolazi kroz svaki transformator u liniji do konačne jedinice gdje se završava.
Unutarnji primarni bočni bajunetni osigurači mogu se dodati svakom transformatoru, kao što je prikazano na slici 7. Primarni osigurači dodaju dodatni sloj zaštite za električni sustav—posebno kada je nekoliko transformatora spojenih zajedno zasebno osigurano.
Slika 7:Svaki transformator je opremljen vlastitom unutarnjom prekostrujnom zaštitom.
Ako se kvar na sekundarnoj strani dogodi na jednoj jedinici (Slika 8), primarni osigurač će prekinuti tok prekomjerne struje na transformatoru u kvaru prije nego što uspije doći do ostalih jedinica, a normalna struja će nastaviti teći pored jedinice u kvaru do preostalih transformatora u krugu. Ovo smanjuje vrijeme zastoja i prepisuje kvar jednoj jedinici kada je nekoliko jedinica spojeno zajedno u jedan ogranak kruga. Ova postavka s unutarnjom prekostrujnom zaštitom može se koristiti u radijalnim ili petljastim sustavima – u oba slučaja, osigurač za izbacivanje će izolirati pokvarenu jedinicu i opterećenje koje opslužuje.
Slika 8: U slučaju kvara na strani opterećenja na jednoj jedinici u nizu transformatora, osigurač na primarnoj strani će izolirati pokvarenu jedinicu od ostalih transformatora u petlji – sprječavajući daljnje oštećenje i omogućujući neprekinuti rad ostatka sustava.
Još jedna primjena konfiguracije čahure za napajanje s petljom je povezivanje dva odvojena izvora napajanja (Dovod A i Dovod B) na jednu jedinicu. Ovo je slično prethodnom scenariju na slikama 2 i 3, ali s jednom jedinicom. Za ovu primjenu, jedan ili više rotirajućih sklopki uronjenih u ulje ugrađeno je u transformator, omogućujući jedinici da se po potrebi izmjenjuje između dva napajanja. Određene konfiguracije omogućit će prebacivanje između svakog izvora napajanja bez trenutnog gubitka snage za opskrbljeno opterećenje—ključna prednost za krajnje korisnike koji cijene kontinuitet električne usluge.
Slika 9: Gornji dijagram prikazuje jedan transformator napajanja petlje u sustavu petlje s opcijom napajanja iz jednog od dva izvora napajanja.
Ovdje je još jedan primjer transformatora napajanja petlje instaliranog u radijalnom sustavu. U ovoj situaciji, primarni ormar ima samo jedan set vodiča postavljenih na čahure na strani A, a drugi set čahura na strani B završava ili izoliranim kapama ili koljenastim odvodnicima. Ovaj raspored je idealan za bilo koju primjenu radijalnog napajanja gdje je potreban samo jedan transformator u instalaciji. Instaliranje uređaja za zaštitu od prenapona na provodnike na strani B također je standardna konfiguracija za zadnji transformator u lancu ili nizu jedinica za napajanje petlje (konvencionalno, zaštita od prenapona se postavlja na posljednju jedinicu).
Slika 10: Ovdje je primjer primarnog dovoda petlje sa šest čahura gdje su druga tri čahura na strani B završena mrtvim prednjim koljenastim odvodnicima. Ova konfiguracija radi samo za jedan transformator, a također se koristi za zadnji transformator u nizu povezanih jedinica.
Također je moguće replicirati ovu konfiguraciju s tri čahure radijalnog primarnog dodavanja pomoću rotirajućih prolaznih (ili feedthru) umetaka. Svaki prolazni umetak daje vam mogućnost ugradnje jednog završetka kabela i jednog mrtvog prednjeg koljenastog odvodnika po fazi. Ova konfiguracija s prolaznim umetcima također omogućuje postavljanje još jednog seta kabela za aplikacije sustava petlje ili se dodatna tri priključka mogu koristiti za napajanje drugog transformatora u nizu (ili petlji) jedinica. Prolazna konfiguracija s radijalnim transformatorima ne dopušta mogućnost odabira između zasebnog skupa izolacijskih čahura na A i B strani s unutarnjim prekidačima na transformatoru, što ga čini nepoželjnim izborom za sustave petlje. Takva se jedinica može koristiti za privremeno (ili iznajmljivanje) rješenje kada transformator za napajanje petlje nije lako dostupan, ali nije idealno trajno rješenje.
Slika 11: Rotirajući umetci za uvođenje mogu se koristiti za dodavanje odvodnika ili drugog skupa odlaznih kabela u postavu radijalnih dovodnih čahura.
Kao što je spomenuto na početku, transformatori napajanja s petljom naširoko se koriste u radijalnim sustavima budući da se lako mogu opremiti za samostalan rad kao što je prikazano gore na slici 10, ali oni su gotovo uvijek isključivi izbor za sustave s petljom zbog svojih šest čahura raspored. Uz ugradnju prekidača uronjenog u ulje, napajanje višestrukim izvorima može se kontrolirati iz primarnog ormarića jedinice.
Princip sa selektorskim prekidačima uključuje prekidanje protoka struje na zavojnicama transformatora baš poput jednostavnog prekidača za uključivanje/isključivanje s dodatnom sposobnošću preusmjeravanja strujnog toka između A-strane i B-strane čahura. Najlakša konfiguracija prekidača za odabir je opcija prekidača s tri dva položaja. Kao što je prikazano na slici 12, jedan prekidač za uključivanje/isključivanje kontrolira sam transformator, a dva dodatna prekidača pojedinačno kontroliraju napajanje A-strane i B-strane. Ova konfiguracija je savršena za postavke sustava petlje (kao na gornjoj slici 9) koje zahtijevaju odabir između dva odvojena izvora u bilo kojem trenutku. Također dobro funkcionira za radijalne sustave s više jedinica lančano povezanih.
Slika 12:Primjer transformatora s tri pojedinačne dvopoložajne sklopke na primarnoj strani. Ova vrsta odabira prekidača također se može koristiti s jednim prekidačem s četiri položaja, međutim, opcija s četiri položaja nije toliko svestrana, jer ne dopušta uključivanje/isključivanje samog transformatora, bez obzira na A-stranu i Feedovi s B-strane.
Slika 13 prikazuje tri transformatora, svaki s tri dvopoložajne sklopke. Prva jedinica s lijeve strane ima sva tri prekidača u zatvorenom (uključenom) položaju. Transformator u sredini ima prekidače na strani A i strani B u zatvorenom položaju, dok je prekidač koji kontrolira zavojnicu transformatora u otvorenom (isključenom) položaju. U ovom scenariju, napajanje se dovodi do opterećenja koje opslužuje prvi transformator i zadnji transformator u grupi, ali ne i srednja jedinica. Pojedinačni prekidači za uključivanje/isključivanje na strani A i B omogućavaju prijenos struje na sljedeću jedinicu u nizu kada je prekidač za uključivanje/isključivanje zavojnice transformatora otvoren.
Slika 13: Korištenjem višestrukih prekidača za odabir na svakom transformatoru, jedinica u središtu može se izolirati bez gubitka snage za susjedne jedinice.
Postoje i druge moguće konfiguracije prekidača, kao što je prekidač s četiri položaja—koji na neki način kombinira tri pojedinačna prekidača s dva položaja u jedan uređaj (s nekoliko razlika). Prekidači s četiri položaja također se nazivaju "prekidači napajanja petlje" budući da se koriste isključivo s transformatorima napajanja petlje. Prekidači za napajanje petlje mogu se koristiti u radijalnim ili petljastim sustavima. U radijalnom sustavu, oni se koriste za izolaciju transformatora od ostalih u grupi kao na slici 13. U sustavu s petljom, takvi prekidači se češće koriste za kontrolu snage iz jednog od dva ulazna izvora (kao na slici 9).
Dublji pogled na sklopke za napajanje petlje je izvan opsega ovog članka, a njihov kratki opis ovdje se koristi da pokaže značajnu ulogu unutarnje transformatorske sklopke za odabir u transformatorima za napajanje petlje instaliranim u radijalnim i petljastim sustavima. Za većinu situacija u kojima je potreban zamjenski transformator u sustavu napajanja petlje, bit će potreban tip prebacivanja koji je gore opisan. Tri dvopoložajne sklopke nude najveću svestranost i zbog toga su idealno rješenje u zamjenskom transformatoru instaliranom u sustavu petlje.
Sažetak
Kao opće pravilo, transformator montiran na podlošku za radijalno napajanje obično označava radijalni sustav. S transformatorom montiranim na loop feed može biti teže donijeti odluku o konfiguraciji kruga. Prisutnost unutarnjih selektorskih prekidača uronjenih u ulje često će ukazivati na sustav petlje, ali ne uvijek. Kao što je spomenuto na početku, sustavi petlje obično se koriste tamo gdje je potreban kontinuitet usluge, kao što su bolnice, zračne luke i sveučilišni kampusi. Za kritične instalacije kao što su ove, gotovo uvijek će biti potrebna specifična konfiguracija, ali mnoge komercijalne i industrijske primjene omogućit će određenu fleksibilnost u konfiguraciji isporučenog transformatora montiranog na podlogu – posebno ako je sustav radijalan.
Ako tek počinjete raditi s radijalnim i petljastim transformatorskim aplikacijama montiranim na podlošku, preporučujemo da ovaj vodič držite pri ruci kao referencu. Znamo da nije sveobuhvatan, pa nam se slobodno obratite ako imate dodatnih pitanja. Također se trudimo da naš inventar transformatora i dijelova bude dobro opskrbljen, pa nam javite ako imate posebne potrebe za primjenom.
Vrijeme objave: 8. studenog 2024