I transformatorverdenen er begrepene "sløyfemating" og "radialmating" oftest forbundet med HV-gjennomføringsoppsettet for romoppdelte padmonterte transformatorer. Disse begrepene oppsto imidlertid ikke med transformatorer. De kommer fra det bredere konseptet kraftdistribusjon i elektriske systemer (eller kretser). En transformator kalles en sløyfematingstransformator fordi bøsningskonfigurasjonen er skreddersydd mot et sløyfedistribusjonssystem. Det samme gjelder for transformatorer vi klassifiserer som radial mating – deres bøssingsoppsett er typisk egnet for radielle systemer.
Av de to typene transformatorer er loop feed-versjonen den mest tilpasningsdyktige. En sløyfematingsenhet kan romme både radial- og sløyfesystemkonfigurasjoner, mens radielle matetransformatorer nesten alltid vises i radielle systemer.
Radial- og løkkematingsdistribusjonssystemer
Både radial- og sløyfesystemer tar sikte på å oppnå det samme: sende middels spenningskraft fra en felles kilde (vanligvis en transformatorstasjon) til en eller flere nedtrappingstransformatorer som betjener en last.
Radial mating er den enkleste av de to. Se for deg en sirkel med flere linjer (eller radianer) som går fra ett senterpunkt, som vist i figur 1. Dette senterpunktet representerer kraftkilden, og rutene på slutten av hver linje representerer nedtrappingstransformatorer. I dette oppsettet mates hver transformator fra samme punkt i systemet, og hvis strømkilden avbrytes for vedlikehold, eller hvis det oppstår en feil, går hele systemet ned til problemet er løst.
Figur 1: Diagrammet ovenfor viser transformatorer koblet i et radialt distribusjonssystem. Midtpunktet representerer kilden til elektrisk kraft. Hver firkant representerer en individuell transformator matet fra samme enkelt strømforsyning.
Figur 2: I et sløyfematingsdistribusjonssystem kan transformatorer mates av flere kilder. Hvis det oppstår en feil i matekabelen mot kilde A, kan systemet drives av matekablene som er koblet til kilde B uten vesentlig tap av drift.
I et sløyfesystem kan strøm tilføres fra to eller flere kilder. I stedet for å mate transformatorer fra ett sentralt punkt som i figur 1, tilbyr sløyfesystemet vist i figur 2 to separate steder hvorfra strøm kan tilføres. Hvis en strømkilde går offline, kan den andre fortsette å levere strøm til systemet. Denne redundansen gir kontinuitet i tjenesten og gjør sløyfesystemet til det foretrukne valget for mange sluttbrukere, som sykehus, høyskoler, flyplasser og store industrikomplekser. Figur 3 gir et nærbilde av to transformatorer avbildet i sløyfesystemet fra figur 2.
Figur 3: Tegningen ovenfor viser to sløyfematingskonfigurerte transformatorer koblet sammen i et sløyfesystem med mulighet for å bli matet fra en av to strømforsyninger.
Skillet mellom radielle og sløyfesystemer kan oppsummeres som følger:
Hvis en transformator bare mottar strøm fra ett punkt i en krets, er systemet radialt.
Hvis en transformator er i stand til å motta strøm fra to eller flere punkter i en krets, er systemet sløyfe.
En nøye undersøkelse av transformatorene i en krets indikerer kanskje ikke tydelig om systemet er radialt eller sløyfe; som vi påpekte i begynnelsen, kan både sløyfematingstransformatorer og radialmatingstransformatorer konfigureres til å fungere i begge kretskonfigurasjonene (men igjen er det sjelden å se en radialmatingstransformator i et sløyfesystem). En elektrisk blåkopi og enkeltlinje er den beste måten å bestemme et systems layout og konfigurasjon. Når det er sagt, med en nærmere titt på den primære gjennomføringskonfigurasjonen til radial- og sløyfematingstransformatorer, er det ofte mulig å trekke en velinformert konklusjon om systemet.
Konfigurasjoner for radial og sløyfemating
I padmonterte transformatorer ligger hovedforskjellen mellom radial- og sløyfemating i primær/HV-gjennomføringskonfigurasjonen (venstre side av transformatorskapet). I en radiell mate-primær er det én gjennomføring for hver av de tre innkommende faselederne, som vist i figur 4. Denne layouten finnes oftest der kun én transformator er nødvendig for å drive et helt sted eller anlegg. Som vi vil se senere, brukes radielle matetransformatorer ofte for den siste enheten i en serie transformatorer koblet sammen med sløyfematingsprimærer (se figur 6).
Figur 4:Radialmatingskonfigurasjoner er designet for én innkommende primærmating.
Sløyfefôrprimær har seks foringer i stedet for tre. Det vanligste arrangementet er kjent som en V-løkke med to sett med tre forskjøvede foringer (se figur 5) - tre foringer til venstre (H1A, H2A, H3A) og tre til høyre (H1B, H2B, H3B), som skissert i IEEE Std C57.12.34.
Figur 5: En sløyfematingskonfigurasjon gir muligheten til å ha to primærmatinger.
Den vanligste applikasjonen for en seks-bøssing primær er å koble flere sløyfematingstransformatorer sammen. I dette oppsettet bringes den innkommende strømforsyningen inn i den første transformatoren i serien. Et andre sett med kabler går fra B-sidegjennomføringene til den første enheten til A-sidegjennomføringene til neste transformator i serien. Denne metoden for seriekobling av to eller flere transformatorer på rad blir også referert til som en "sløyfe" av transformatorer (eller "sløyfetransformatorer sammen"). Det er viktig å skille mellom en "sløyfe" (eller seriekjede) av transformatorer og sløyfemating når det gjelder transformatorgjennomføringer og elektriske distribusjonssystemer. Figur 6 skisserer et perfekt eksempel på en sløyfe av transformatorer installert i et radialt system. Hvis strømmen går bort ved kilden, vil alle tre transformatorene være offline til strømmen er gjenopprettet. Merk at en nøye undersøkelse av den radielle mateenheten helt til høyre vil indikere et radialt system, men dette ville ikke vært like tydelig hvis vi bare så på de to andre enhetene.
Figur 6: Denne gruppen av transformatorer mates fra en enkelt kilde som begynner ved den første transformatoren i serien. Primærmatingen føres videre gjennom hver transformator i lineupen til den endelige enheten hvor den termineres.
Interne primærsidebajonettsikringer kan legges til hver transformator, som vist i figur 7. Primærsikring legger til et ekstra beskyttelseslag for det elektriske systemet – spesielt når flere transformatorer koblet sammen er individuelt smeltet.
Figur 7:Hver transformator er utstyrt med sin egen interne overstrømsbeskyttelse.
Hvis det oppstår en sekundærsidefeil på en enhet (Figur 8), vil primærsikringen avbryte strømmen av overstrøm ved den defekte transformatoren før den kan nå resten av enhetene, og normal strøm vil fortsette å flyte forbi den defekte enheten til de resterende transformatorene i kretsen. Dette minimerer nedetid og overfører feilen til en enkelt enhet når flere enheter er koblet sammen i en grenkrets. Dette oppsettet med intern overstrømsbeskyttelse kan brukes i radial- eller sløyfesystemer – i begge tilfeller vil utstøtningssikringen isolere den defekte enheten og belastningen den betjener.
Figur 8: I tilfelle en lastsidefeil på en enhet i en serie transformatorer, vil sikring på primærsiden isolere den defekte enheten fra de andre transformatorene i sløyfen – forhindre ytterligere skade og tillate uavbrutt drift for resten av systemet.
En annen anvendelse av konfigurasjonen av sløyfematingsbøssingen er å koble to separate kildematinger (Feed A og Feed B) til en enkelt enhet. Dette ligner det tidligere scenariet i figur 2 og figur 3, men med en enkelt enhet. For denne applikasjonen er det installert en eller flere oljenedsenkede roterende velgerbrytere i transformatoren, slik at enheten kan veksle mellom de to matingene etter behov. Enkelte konfigurasjoner vil tillate å bytte mellom hver kildestrøm uten et øyeblikkelig tap av strøm til lasten som betjenes – en avgjørende fordel for sluttbrukere som verdsetter elektrisk tjenestekontinuitet.
Figur 9: Diagrammet ovenfor viser en sløyfematingstransformator i et sløyfesystem med mulighet for å bli matet fra en av to strømforsyninger.
Her er et annet eksempel på en sløyfematingstransformator installert i et radialt system. I denne situasjonen har primærskapet bare ett sett med ledere som er landet på A-sidens foringer, og det andre settet med B-sidens foringer avsluttes med enten isolerte hetter eller albuestoppere. Dette arrangementet er ideelt for enhver radiell matingsapplikasjon der bare én transformator er nødvendig i en installasjon. Installering av overspenningsbeskyttelsesenheter på B-sidegjennomføringene er også standardkonfigurasjonen for den siste transformatoren i en kjede eller serie av sløyfematingsenheter (konvensjonelt er overspenningsvern installert på den siste enheten).
Figur 10: Her er et eksempel på en sløyfematingsprimær med seks bøssinger hvor de andre tre B-sidebøssingene avsluttes med dødfrontalbueavledere. Denne konfigurasjonen fungerer for en enkelt transformator alene, og den brukes også for den siste transformatoren i en serie tilkoblede enheter.
Det er også mulig å replikere denne konfigurasjonen med en tre-bøssings radiell mate-primær ved bruk av roterbare gjennomførings- (eller gjennomførings) innsatser. Hver gjennomføringsinnsats gir deg muligheten til å installere én kabelavslutning og én dødfrontalbueavleder per fase. Denne konfigurasjonen med gjennomføringsinnsatser gjør det også mulig å lande et annet sett med kabler for sløyfesystemapplikasjoner, eller de ytterligere tre tilkoblingene kan brukes til å mate strøm til en annen transformator i en serie (eller sløyfe) enheter. Gjennomføringskonfigurasjonen med radialtransformatorer gir ikke mulighet for å velge mellom et separat sett med A-side og B-side foringer med interne brytere ved transformatoren, noe som gjør det til et uønsket valg for sløyfesystemer. En slik enhet kan brukes til en midlertidig (eller utleie) løsning når en sløyfematingstransformator ikke er lett tilgjengelig, men det er ikke en ideell permanent løsning.
Figur 11: Roterbare gjennomføringsinnsatser kan brukes til å legge til avledere eller et annet sett med utgående kabler til en radiell mategjennomføringsoppsett.
Som nevnt i starten, brukes sløyfematingstransformatorer mye i radielle systemer siden de enkelt kan utstyres for frittstående drift som vist ovenfor i figur 10, men de er nesten alltid det eksklusive valget for sløyfesystemer på grunn av deres seks-bøsninger layout. Med installasjon av oljenedsenket velgerbryter, kan flere kildematinger kontrolleres fra enhetens primære kabinett.
Prinsippet med velgerbrytere innebærer å bryte strømstrømmen ved transformatorens spoler akkurat som en enkel på/av-bryter med den ekstra muligheten til å omdirigere strømflyten mellom A-siden og B-sidens bøssinger. Den enkleste konfigurasjonen av velgerbryter å forstå er alternativet med tre to-posisjoner. Som figur 12 viser, styrer en av/på-bryter selve transformatoren, og de to tilleggsbryterne styrer matingene på A-siden og B-siden individuelt. Denne konfigurasjonen er perfekt for sløyfesystemoppsett (som i figur 9 ovenfor) som krever å velge mellom to separate kilder til enhver tid. Det fungerer også bra for radielle systemer med flere enheter koblet sammen.
Figur 12:Et eksempel på en transformator med tre individuelle to-posisjonsbrytere på primærsiden. Denne typen velgerbryter kan også brukes med en enkelt fireposisjonsbryter, men fireposisjonsalternativet er ikke fullt så allsidig, da det ikke tillater av/på kobling av selve transformatoren uavhengig av A-siden og B-side feeds.
Figur 13 viser tre transformatorer, hver med tre to-posisjonsbrytere. Den første enheten til venstre har alle tre bryterne i lukket (på) posisjon. Transformatoren i midten har bryterne på både A- og B-siden i lukket posisjon, mens bryteren som styrer transformatorspolen er i åpen (av) posisjon. I dette scenariet leveres strøm til lasten som betjenes av den første transformatoren og den siste transformatoren i gruppen, men ikke til den midterste enheten. De individuelle av/på-bryterne på A-siden og B-siden gjør at strømmen kan føres videre til neste enhet i serien når på/av-bryteren for transformatorspolen er åpen.
Figur 13: Ved å bruke flere velgerbrytere ved hver transformator, kan enheten i midten isoleres uten tap av strøm til de tilstøtende enhetene.
Det er andre mulige bryterkonfigurasjoner, for eksempel en fire-posisjonsbryter – som på en måte kombinerer de tre individuelle to-posisjonsbryterne til én enhet (med noen få forskjeller). Fire posisjonsbrytere blir også referert til som "sløyfematingsbrytere" siden de utelukkende brukes med sløyfematingstransformatorer. Sløyfematingsbrytere kan brukes i radial- eller sløyfesystemer. I et radialt system brukes de til å isolere en transformator fra andre i en gruppe som i figur 13. I et sløyfesystem brukes slike brytere oftere for å kontrollere strøm fra en av to innkommende kilder (som i figur 9).
En dypere titt på sløyfematingsbrytere er utenfor rammen av denne artikkelen, og den korte beskrivelsen av dem her brukes for å vise den betydelige rollen interne transformatorvelgerbrytere spiller i sløyfematingstransformatorer installert i radial- og sløyfesystemer. For de fleste situasjoner der det er behov for en erstatningstransformator i et sløyfematingssystem, vil den type svitsjing som er omtalt ovenfor være nødvendig. Tre to-posisjonsbrytere tilbyr mest allsidighet, og av denne grunn er de en ideell løsning i en erstatningstransformator installert i et sløyfesystem.
Sammendrag
Som en generell tommelfingerregel indikerer en radial materputemontert transformator vanligvis et radialt system. Med en sløyfematingsputemontert transformator kan det være vanskeligere å bestemme kretskonfigurasjonen. Tilstedeværelsen av interne oljenedsenkede velgerbrytere vil ofte indikere et sløyfesystem, men ikke alltid. Som nevnt i starten, brukes sløyfesystemer ofte der kontinuitet i tjenesten er nødvendig, for eksempel sykehus, flyplasser og høyskoler. For kritiske installasjoner som disse vil en spesifikk konfigurasjon nesten alltid være nødvendig, men mange kommersielle og industrielle applikasjoner vil tillate en viss fleksibilitet i konfigurasjonen av den putemonterte transformatoren som leveres - spesielt hvis systemet er radialt.
Hvis du er ny på å jobbe med transformatorapplikasjoner montert på radial- og sløyfematingsputer, anbefaler vi å holde denne veiledningen tilgjengelig som referanse. Vi vet imidlertid at det ikke er omfattende, så ta gjerne kontakt med oss hvis du har flere spørsmål. Vi jobber også hardt for å holde lageret vårt av transformatorer og deler godt lager, så gi oss beskjed hvis du har et spesifikt bruksbehov.
Innleggstid: Nov-08-2024