Vo svete transformátorov sa termíny „slučkový prívod“ a „radiálny prívod“ najčastejšie spájajú s usporiadaním priechodiek vysokého napätia pre transformátory s priehradkovou montážou. Tieto výrazy však nepochádzajú z transformátorov. Pochádzajú zo širšieho konceptu distribúcie energie v elektrických systémoch (alebo obvodoch). Transformátor sa nazýva slučkový napájací transformátor, pretože jeho konfigurácia priechodky je prispôsobená distribučnému systému slučky. To isté platí pre transformátory, ktoré klasifikujeme ako radiálne napájanie - ich usporiadanie puzdier je zvyčajne vhodné pre radiálne systémy.
Z dvoch typov transformátorov je verzia so slučkovým napájaním najviac prispôsobivá. Slučková napájacia jednotka sa môže prispôsobiť konfigurácii radiálneho aj slučkového systému, zatiaľ čo radiálne napájacie transformátory sa takmer vždy vyskytujú v radiálnych systémoch.
Radiálne a slučkové distribučné systémy
Radiálne aj slučkové systémy majú za cieľ dosiahnuť to isté: posielať výkon stredného napätia zo spoločného zdroja (zvyčajne z rozvodne) do jedného alebo viacerých zostupných transformátorov slúžiacich záťaži.
Radiálny posuv je jednoduchší z týchto dvoch. Predstavte si kruh s niekoľkými čiarami (alebo radiánmi) vychádzajúcimi z jedného stredového bodu, ako je znázornené na obrázku 1. Tento stredový bod predstavuje zdroj energie a štvorce na konci každého riadku predstavujú transformátory s prechodom nadol. V tomto nastavení je každý transformátor napájaný z rovnakého bodu v systéme a ak je zdroj napájania prerušený z dôvodu údržby alebo ak sa vyskytne porucha, celý systém sa vypne, kým sa problém nevyrieši.
Obrázok 1: Vyššie uvedená schéma znázorňuje transformátory zapojené v radiálnom distribučnom systéme. Stredový bod predstavuje zdroj elektrickej energie. Každý štvorec predstavuje individuálny transformátor napájaný z rovnakého jediného napájacieho zdroja.
Obrázok 2: V systéme distribúcie slučkového napájania môžu byť transformátory napájané z viacerých zdrojov. Ak dôjde k poruche napájacieho kábla proti smeru vetra od zdroja A, systém môže byť napájaný napájacími káblami pripojenými k zdroju B bez výraznej straty prevádzky.
V slučkovom systéme môže byť napájanie dodávané z dvoch alebo viacerých zdrojov. Namiesto napájania transformátorov z jedného centrálneho bodu ako na obrázku 1 ponúka systém slučky znázornený na obrázku 2 dve samostatné miesta, z ktorých môže byť napájaná energia. Ak jeden zdroj napájania prejde do režimu offline, druhý môže pokračovať v napájaní systému. Táto redundancia poskytuje kontinuitu služieb a robí systém slučky preferovanou voľbou pre mnohých koncových používateľov, ako sú nemocnice, univerzitné kampusy, letiská a veľké priemyselné komplexy. Obrázok 3 zobrazuje detailný pohľad na dva transformátory zobrazené v slučkovom systéme z obrázku 2.
Obrázok 3: Vyššie uvedený nákres zobrazuje dva transformátory konfigurované napájaním do slučky, ktoré sú navzájom spojené v systéme slučky s možnosťou napájania z jedného z dvoch napájacích zdrojov.
Rozdiel medzi radiálnymi a slučkovými systémami možno zhrnúť takto:
Ak transformátor prijíma energiu iba z jedného bodu v obvode, potom je systém radiálny.
Ak je transformátor schopný prijímať energiu z dvoch alebo viacerých bodov v obvode, potom je systém slučkový.
Podrobné preskúmanie transformátorov v obvode nemusí jasne naznačiť, či je systém radiálny alebo slučkový; ako sme zdôraznili na začiatku, transformátory s napájaním slučky a radiálne napájacie transformátory môžu byť nakonfigurované tak, aby fungovali v oboch konfiguráciách obvodu (aj keď opäť je zriedkavé vidieť transformátor s radiálnym napájaním v slučkovom systéme). Elektrický plán a jeden riadok je najlepší spôsob, ako určiť rozloženie a konfiguráciu systému. Ako už bolo povedané, pri bližšom pohľade na konfiguráciu primárnych puzdier radiálnych a slučkových transformátorov je často možné vyvodiť dobre informovaný záver o systéme.
Konfigurácie radiálneho a slučkového napájacieho puzdra
V padmount transformátoroch je hlavný rozdiel medzi radiálnym a slučkovým napájaním v konfigurácii primárnej/HV priechodky (ľavá strana skrine transformátora). V primárnej radiálnej napájacej časti je jedna priechodka pre každý z troch vstupných fázových vodičov, ako je znázornené na obrázku 4. Toto usporiadanie sa najčastejšie vyskytuje tam, kde je potrebný iba jeden transformátor na napájanie celej lokality alebo zariadenia. Ako uvidíme neskôr, radiálne napájacie transformátory sa často používajú pre poslednú jednotku v sérii transformátorov spojených so slučkovými napájacími primármi (pozri obrázok 6).
Obrázok 4:Konfigurácie radiálneho prívodu sú navrhnuté pre jeden vstupný primárny prívod.
Primárne časti prívodu slučky majú šesť puzdier namiesto troch. Najbežnejšie usporiadanie je známe ako V slučka s dvoma sadami troch striedavých puzdier (pozri obrázok 5) – tri puzdrá vľavo (H1A, H2A, H3A) a tri vpravo (H1B, H2B, H3B), ako je naznačené v IEEE Std C57.12.34.
Obrázok 5: Konfigurácia slučkového podávania ponúka možnosť mať dva primárne zdroje.
Najbežnejšou aplikáciou primárnej časti so šiestimi priechodkami je spojenie niekoľkých transformátorov s napájaním slučky. V tomto nastavení je vstupný zdroj energie privedený do prvého transformátora v zostave. Druhá sada káblov vedie od vývodiek na strane B prvej jednotky k vývodkám na strane A ďalšieho transformátora v sérii. Tento spôsob zapojenia dvoch alebo viacerých transformátorov za sebou sa tiež označuje ako „slučka“ transformátorov (alebo „slučka transformátorov spolu“). Je dôležité rozlišovať medzi „slučkou“ (alebo sériovým reťazcom) transformátorov a napájaním zo slučky, pokiaľ ide o priechodky transformátorov a elektrické rozvody. Obrázok 6 znázorňuje dokonalý príklad slučky transformátorov inštalovaných v radiálnom systéme. Ak dôjde k výpadku napájania v zdroji, všetky tri transformátory budú offline, kým sa napájanie neobnoví. Všimnite si, že podrobné preskúmanie jednotky radiálneho posuvu úplne vpravo by naznačovalo radiálny systém, ale to by nebolo také jasné, keby sme sa pozreli len na ďalšie dve jednotky.
Obrázok 6: Táto skupina transformátorov je napájaná z jedného zdroja počínajúc prvým transformátorom v sérii. Primárne napájanie prechádza každým transformátorom v zostave do koncovej jednotky, kde je ukončené.
Vnútorné bajonetové poistky na primárnej strane možno pridať ku každému transformátoru, ako je znázornené na obrázku 7. Primárna poistka pridáva ďalšiu vrstvu ochrany pre elektrický systém – najmä ak je niekoľko transformátorov spojených dohromady jednotlivo tavených.
Obrázok 7:Každý transformátor je vybavený vlastnou vnútornou nadprúdovou ochranou.
Ak dôjde k poruche na sekundárnej strane na jednej jednotke (obrázok 8), primárna poistka preruší tok nadprúdu na poruchovom transformátore skôr, ako sa dostane k ostatným jednotkám, a normálny prúd bude naďalej pretekať okolo chybnej jednotky, aby zostávajúce transformátory v obvode. Tým sa minimalizujú prestoje a porucha sa prenáša na jedinú jednotku, keď je niekoľko jednotiek spojených dohromady v jednom odbočnom okruhu. Toto nastavenie s internou nadprúdovou ochranou môže byť použité v radiálnych alebo slučkových systémoch – v oboch prípadoch vypudzovacia poistka izoluje chybnú jednotku a záťaž, ktorú obsluhuje.
Obrázok 8: V prípade poruchy na strane záťaže na jednej jednotke v sérii transformátorov, poistka na primárnej strane izoluje poruchovú jednotku od ostatných transformátorov v slučke, čím zabráni ďalšiemu poškodeniu a umožní neprerušenú prevádzku zvyšku systému.
Ďalšou aplikáciou konfigurácie priechodky pre prívod slučky je pripojenie dvoch samostatných zdrojov (prívod A a prívod B) k jednej jednotke. Toto je podobné predchádzajúcemu scenáru na obrázku 2 a obrázku 3, ale s jednou jednotkou. Pre túto aplikáciu je v transformátore nainštalovaný jeden alebo viac otočných prepínačov ponorených v oleji, čo umožňuje jednotke podľa potreby striedať dva prívody. Určité konfigurácie umožnia prepínanie medzi jednotlivými zdrojmi napájania bez momentálnej straty energie pre obsluhovanú záťaž – zásadná výhoda pre koncových používateľov, ktorí oceňujú kontinuitu elektrických služieb.
Obrázok 9: Vyššie uvedená schéma znázorňuje jeden napájací transformátor v slučkovom systéme s možnosťou napájania z jedného z dvoch napájacích zdrojov.
Tu je ďalší príklad transformátora napájaného slučkou inštalovaného v radiálnom systéme. V tejto situácii má primárna skriňa iba jednu sadu vodičov vysadenú na vývodkách na strane A a druhá súprava vývodiek na strane B je ukončená buď izolovanými uzávermi alebo kolenovými poistkami. Toto usporiadanie je ideálne pre akúkoľvek aplikáciu s radiálnym napájaním, kde je v inštalácii potrebný iba jeden transformátor. Inštalácia ochrany proti prepätiu na priechodky B je tiež štandardnou konfiguráciou pre posledný transformátor v reťazci alebo sérii jednotiek napájania slučky (bežne sa ochrana proti prepätiu inštaluje na poslednú jednotku).
Obrázok 10: Tu je príklad primárneho prívodu slučky so šiestimi vývodkami, kde druhé tri vývodky na strane B sú ukončené tlmičmi predných kolien. Táto konfigurácia funguje pre jeden transformátor sám o sebe a používa sa aj pre posledný transformátor v sérii pripojených jednotiek.
Je tiež možné replikovať túto konfiguráciu s primárnym radiálnym podávaním s tromi puzdrami pomocou otočných priechodných (alebo priechodných) vložiek. Každá priechodná vložka vám dáva možnosť inštalovať jednu káblovú koncovku a jednu záchytku predného kolena na fázu. Táto konfigurácia s priechodnými vložkami tiež umožňuje pristátie ďalšej sady káblov pre aplikácie slučkového systému alebo ďalšie tri pripojenia možno použiť na napájanie iného transformátora v sérii (alebo slučke) jednotiek. Priechodná konfigurácia s radiálnymi transformátormi neumožňuje možnosť výberu medzi samostatnou sadou vývodiek na strane A a B s vnútornými spínačmi na transformátore, čo z nej robí nežiaducu voľbu pre slučkové systémy. Takáto jednotka by sa mohla použiť na dočasné (alebo na prenájom) riešenie, keď nie je ľahko dostupný slučkový napájací transformátor, ale nie je to ideálne trvalé riešenie.
Obrázok 11: Otočné prechodové vložky možno použiť na pridanie zvodičov alebo inej sady výstupných káblov do zostavy radiálnej prívodnej priechodky.
Ako už bolo spomenuté na začiatku, transformátory s napájaním zo slučky sa široko používajú v radiálnych systémoch, pretože sa dajú ľahko vybaviť na samostatnú prevádzku, ako je znázornené na obrázku 10, ale takmer vždy sú exkluzívnou voľbou pre slučkové systémy kvôli ich šiestim priechodkám. rozloženie. S inštaláciou prepínania voliča ponoreného do oleja je možné ovládať viaceré zdroje napájania z primárnej skrine jednotky.
Princíp s prepínačmi zahŕňa prerušenie toku prúdu na cievkach transformátora rovnako ako jednoduchý vypínač s dodatočnou možnosťou presmerovania toku prúdu medzi priechodkami na strane A a B. Najjednoduchšie pochopenie konfigurácie prepínača je trojpolohový prepínač. Ako ukazuje obrázok 12, jeden prepínač zap/vyp ovláda samotný transformátor a dva ďalšie prepínače ovládajú prívody na strane A a na strane B jednotlivo. Táto konfigurácia je ideálna pre nastavenia slučkového systému (ako na obrázku 9 vyššie), ktoré vyžadujú výber medzi dvoma samostatnými zdrojmi v ľubovoľnom čase. Funguje tiež dobre pre radiálne systémy s viacerými jednotkami, ktoré sú navzájom prepojené.
Obrázok 12:Príklad transformátora s tromi samostatnými dvojpolohovými spínačmi na primárnej strane. Tento typ prepínania voliča možno použiť aj s jedným štvorpolohovým prepínačom, avšak štvorpolohová možnosť nie je až taká všestranná, pretože neumožňuje zapínanie/vypínanie samotného transformátora bez ohľadu na stranu A a Krmivo na strane B.
Obrázok 13 zobrazuje tri transformátory, každý s tromi dvojpolohovými spínačmi. Prvá jednotka vľavo má všetky tri spínače v polohe zatvorené (zapnuté). Transformátor v strede má prepínače strany A aj B v zatvorenej polohe, zatiaľ čo prepínač ovládajúci cievku transformátora je v polohe vypnuté (vypnuté). V tomto scenári sa napájanie dodáva do záťaže, ktorú obsluhuje prvý transformátor a posledný transformátor v skupine, ale nie do strednej jednotky. Jednotlivé spínače zap/vyp na strane A a B umožňujú tok prúdu preniesť na ďalšiu jednotku v zostave, keď je spínač zapnutia/vypnutia cievky transformátora otvorený.
Obrázok 13: Použitím viacerých prepínačov na každom transformátore môže byť jednotka v strede izolovaná bez straty napájania susedných jednotiek.
Existujú aj ďalšie možné konfigurácie spínačov, ako je štvorpolohový spínač – ktorý svojim spôsobom spája tri samostatné dvojpolohové spínače do jedného zariadenia (s niekoľkými rozdielmi). Štyri polohové prepínače sa tiež označujú ako „slučkové prepínače“, pretože sa používajú výlučne s transformátormi s napájaním zo slučky. Slučkové prepínače je možné použiť v radiálnych alebo slučkových systémoch. V radiálnom systéme sa používajú na izoláciu transformátora od ostatných v skupine ako na obrázku 13. V slučkovom systéme sa takéto prepínače častejšie používajú na ovládanie napájania z jedného z dvoch prichádzajúcich zdrojov (ako na obrázku 9).
Hlbší pohľad na prepínače slučkového napájania presahuje rámec tohto článku a ich stručný popis sa tu používa na zobrazenie významnej časti prepínačov prepínačov interných transformátorov v transformátoroch napájania slučky inštalovaných v radiálnych a slučkových systémoch. Vo väčšine situácií, kde je potrebný náhradný transformátor v systéme napájania slučky, bude potrebný typ prepínania diskutovaný vyššie. Tri dvojpolohové spínače ponúkajú najväčšiu všestrannosť a z tohto dôvodu sú ideálnym riešením v náhradnom transformátore inštalovanom v slučkovom systéme.
Zhrnutie
Ako všeobecné pravidlo platí, že transformátor namontovaný na radiálnej podložke zvyčajne označuje radiálny systém. S transformátorom namontovaným na podložke na prívod slučky môže byť ťažšie určiť konfiguráciu obvodu. Prítomnosť vnútorných prepínačov ponorených v oleji často indikuje systém slučky, ale nie vždy. Ako už bolo spomenuté na začiatku, slučkové systémy sa bežne používajú tam, kde sa vyžaduje kontinuita služieb, ako sú nemocnice, letiská a univerzitné areály. Pre kritické inštalácie, ako sú tieto, bude takmer vždy potrebná špecifická konfigurácia, ale mnohé komerčné a priemyselné aplikácie umožnia určitú flexibilitu v konfigurácii dodávaného transformátora namontovaného na podložke – najmä ak je systém radiálny.
Ak začínate pracovať s aplikáciami s transformátormi namontovanými na podložke s radiálnym a slučkovým podávačom, odporúčame vám mať túto príručku poruke ako referenciu. Vieme však, že to nie je vyčerpávajúce, takže ak máte ďalšie otázky, neváhajte nás kontaktovať. Usilovne pracujeme aj na tom, aby bol náš inventár transformátorov a dielov dobre zásobený, takže ak potrebujete konkrétnu aplikáciu, dajte nám vedieť.
Čas uverejnenia: 8. novembra 2024