Ανεξάρτητα από τον τύπο στον οποίο ανήκει ένας µετασχηµατιστής ο πυρήνας του είναι κατασκευασµένος από λεπτά σιδηροµαγνητικά ελάσµατα πυριτιούχου χάλυβα πάχους 0.5 mm ή 0.3 mm .
Τα μαγνητικά ελάσματα κόβονται σε διάφορα σχήματα τα οποία συνδέονται μεταξύ τους και πολλά μαζί το ένα δίπλα στο άλλο.
Τα κάθετα μέρη του πυρήνα λέγονται κορμοί και τα οριζόντια ζυγώματα.
Όταν τα ελάσµατα τοποθετούνται
το ένα πάνω στο άλλο έτσι ώστε τα κενά µεταξύ του τέλους των ελασµάτων του ενός
στρώµατος να επικαλύπτονται από το έλασµα του επόµενου στρώµατος τότε ο πυρήνας
ονοµάζεται στοιβαχτός πυρήνας .
Γιατί ο
πυρήνας των μετασχηματιστών είναι κατασκευασμένοι από επιμέρους μεταλλικά ελάσματα και όχι από ένα κομμάτι μετάλλου?
Τα τυλίγματα κατασκευάζονται
από μονωμένους χάλκινους αγωγούς, που τυλίγονται σπειρωτά, σε πολλές στρώσεις,
πάνω σε ειδικές φόρμες (καλούπια) και στη συνέχεια τοποθετούνται στους
κορμούς.
Το τύλιγμα Υ.Τ αποτελείται από πολλές σπέιρες κυκλικής διατομής, ενώ το τύλιγμα Χ.Τ αποτελείται από λίγες σπείρες μεγαλύτερης, τεραγωνικής ή ορθογωνικής διατομής. Μεταξύ τους, όπως και από στρώση σε στρώση, παρεμβάλλεται κατάλληλη μόνωση (π.χ μονωτικό χαρτί, μίκα, κ.α) ανάλογα με τις τάσεις τους .
Το τύλιγμα Υ.Τ αποτελείται από πολλές σπέιρες κυκλικής διατομής, ενώ το τύλιγμα Χ.Τ αποτελείται από λίγες σπείρες μεγαλύτερης, τεραγωνικής ή ορθογωνικής διατομής. Μεταξύ τους, όπως και από στρώση σε στρώση, παρεμβάλλεται κατάλληλη μόνωση (π.χ μονωτικό χαρτί, μίκα, κ.α) ανάλογα με τις τάσεις τους .
Κατασκευή
μονοφασικών (1Φ) Μ/Σ
Οι 1Φ Μ/Σ ανάλογα με τη μορφή του μαγνητικού τους κυκλώματος και την τοποθέτηση των τυλιγμάτων στους κορμούς, διακρίνονται γενικά σε:
Μ/Σ τύπου πυρήνα και Μ/Σ τύπου μανδύα
Στους Μ/Σ τύπου πυρήνα το μαγνητικό κύκλωμα κατασκευάζεται συνήθως από ελάσματα
, που σχηματίζουν την κλειστή διαδρομή
ενώ τα τυλίγματα τοποθετούνται και στους δύο κορμούς (σχ α και β).
Οι 1Φ Μ/Σ ανάλογα με τη μορφή του μαγνητικού τους κυκλώματος και την τοποθέτηση των τυλιγμάτων στους κορμούς, διακρίνονται γενικά σε:
Μ/Σ τύπου πυρήνα και Μ/Σ τύπου μανδύα
Στους Μ/Σ τύπου πυρήνα το μαγνητικό κύκλωμα κατασκευάζεται συνήθως από ελάσματα
, που σχηματίζουν την κλειστή διαδρομή
ενώ τα τυλίγματα τοποθετούνται και στους δύο κορμούς (σχ α και β).
Σε κάθε κορμό υπάρχει ένα
τύλιγμα Χ.Τ, και πανω από αυτό, ένα τύλιγμα Υ.Τ, με τη μορφή κυλίνδρων
(κυλινδρικά ή συγκεντρικά τυλίγματα), μονωμένων μεταξύ τους και ως προς τον
πυρήνα. Τα τυλίγματα Χ.Τ και Υ.Τ των δύο κορμών συνδέονται σε σειρά έτσι ώστε
να μείνουν ελεύθερα δύο άκρα για τη Χ.Τ και δύο για την Υ.Τ (σχ
β).
Άλλος τρόπος κατασκευής των τυλιγμάτων είναι σε δίσκους (σχ γ). Στην περίπτωση αυτή κάθε τύλιγμα αποτελείται από πολλούς δίσκους, που τοποθετούνται αναλλάξ και συνδέονται μεταξύ τους-για κάθε τάση-στη σειρά, ώστε να έχουμε πάλι τέσσερα ελεύθερα άκρα.
Άλλος τρόπος κατασκευής των τυλιγμάτων είναι σε δίσκους (σχ γ). Στην περίπτωση αυτή κάθε τύλιγμα αποτελείται από πολλούς δίσκους, που τοποθετούνται αναλλάξ και συνδέονται μεταξύ τους-για κάθε τάση-στη σειρά, ώστε να έχουμε πάλι τέσσερα ελεύθερα άκρα.
Στους Μ/Σ
τύπου μανδύα ο πυρήνας έχει τρεις κορμούς από τους οποίους ο
μεσαίος έχει διπλάσια διατομή από τους ακραίους. Σ’αυτόν τοποθετούνται τα
τυλίγματα που μπορεί να είναι και εδώ διαμορφωμένα σε κυλίνδρους ή σε
δίσκους.
Οι δύο ακραίοι κορμοί χρησιμεύουν μόνο για να κλείνουν το μαγνητικό κύκλωμα, δηλαδή περιβάλλουν τα τυλίγματα σαν μανδύας.
Στους μικρούς 1Φ Μ/Σ μανδύα, κάθε έλασμα κόβεται σε ένα κομμάτι σχήματος
Οι δύο ακραίοι κορμοί χρησιμεύουν μόνο για να κλείνουν το μαγνητικό κύκλωμα, δηλαδή περιβάλλουν τα τυλίγματα σαν μανδύας.
Στους μικρούς 1Φ Μ/Σ μανδύα, κάθε έλασμα κόβεται σε ένα κομμάτι σχήματος
δηλαδή με το μεσαίο κορμό κομμένο, ώστε τα τυλίγματα να τοποθετούνται σε αυτόν (σχ. β)
Κατασκευή
τριφασικών (3Φ) Μ/Σ
Οι 3Φ Μ/Σ κατασκευάζονται κυρίως σαν Μ/Σ τύπου πυρήνα και αποτελούνται, όπως και οι 1Φ Μ/Σ, από τον πυρήνα και τα τυλίγματα.
Ο πυρήνας των 3Φ Μ/Σ έχει την ίδια κατασκευή και δέσιμο με αυτόν των 1Φ Μ/Σ, με τη διαφορά ότι τα ελάσματα σχήματος
αποτελούνται τώρα από τρεις όμοιους κορμούς. Πριν τοποθετηθεί στη θέση του το πάνω ζύγωμα, τοποθετούνται στους κορμούς τα τυλίγματα. Σε κάθε κορμό μπαίνουν δύο τυλίγματα, ένα Χ.Τ και ένα Υ.Τ και αποτελούν τη μια φάση του 3Φ Μ/Σ.
Οι 3Φ Μ/Σ κατασκευάζονται κυρίως σαν Μ/Σ τύπου πυρήνα και αποτελούνται, όπως και οι 1Φ Μ/Σ, από τον πυρήνα και τα τυλίγματα.
Ο πυρήνας των 3Φ Μ/Σ έχει την ίδια κατασκευή και δέσιμο με αυτόν των 1Φ Μ/Σ, με τη διαφορά ότι τα ελάσματα σχήματος
αποτελούνται τώρα από τρεις όμοιους κορμούς. Πριν τοποθετηθεί στη θέση του το πάνω ζύγωμα, τοποθετούνται στους κορμούς τα τυλίγματα. Σε κάθε κορμό μπαίνουν δύο τυλίγματα, ένα Χ.Τ και ένα Υ.Τ και αποτελούν τη μια φάση του 3Φ Μ/Σ.
Πώς είναι κατασκευασμένος ο μετασχηματιστής με μόνωση λαδιού
1. Πυρήνας (Core)
Κατασκευάζεται από ειδικά σιδερένια ελάσματα που μεταξύ τους είναι μονωμένα για να ελαττώσουμε τις μαγνητικές απώλειες. Ο πυρήνας έχει τρία σκέλη, ένα για κάθε φάση.
2. Στηρίγματα πυρήνα (Core support)
Μεταξύ του πυθμένα του δοχείου και του πυρήνα μεσολαβεί κάποια απόσταση για να μπορεί να κυκλοφορεί το λάδι.
3. Τυλίγματα (Winding)
Σε κάθε σκέλος του πυρήνα υπάρχουν δύο τυλίγματα (πηνία). Στο εσωτερικό βρίσκεται το τύλιγμα της χαμηλής τάσης (Χ.Τ.) και εξωτερικά το τύλιγμα της μέσης τάσης.Το τύλιγμα Χ.Τ. είναι κατασκευσμένο από χάλκινες ή αλουμινένιες μπάρες, ενώ το τύλιγμα της Μ.Τ. είναι από χάλκινο σύρμα.
1. Πυρήνας (Core)
Κατασκευάζεται από ειδικά σιδερένια ελάσματα που μεταξύ τους είναι μονωμένα για να ελαττώσουμε τις μαγνητικές απώλειες. Ο πυρήνας έχει τρία σκέλη, ένα για κάθε φάση.
2. Στηρίγματα πυρήνα (Core support)
Μεταξύ του πυθμένα του δοχείου και του πυρήνα μεσολαβεί κάποια απόσταση για να μπορεί να κυκλοφορεί το λάδι.
3. Τυλίγματα (Winding)
Σε κάθε σκέλος του πυρήνα υπάρχουν δύο τυλίγματα (πηνία). Στο εσωτερικό βρίσκεται το τύλιγμα της χαμηλής τάσης (Χ.Τ.) και εξωτερικά το τύλιγμα της μέσης τάσης.Το τύλιγμα Χ.Τ. είναι κατασκευσμένο από χάλκινες ή αλουμινένιες μπάρες, ενώ το τύλιγμα της Μ.Τ. είναι από χάλκινο σύρμα.
4. Στηρίγματα τυλιγμάτων (winding support)
Η στερέωση των τυλιγμάτων Χ.Τ. και Μ.Τ. τόσο μεταξύ τους όσο και πάνω στον πυρήνα είναι πολύ κρίσιμη και γίνεται με μονωτικά στηρίγματα. Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος, αναπτύσσονται στα τυλίγματα μεγάλες δυνάμεις Laplace που μπορούν να καταστρέψουν το Μ/Σ.
5. Άκρα των τυλιγμάτων (α)
Τα τρία άκρα των τυλιγμάτων χαμηλής τάσης γεφυρώνονται με χάλκινη μπάρα και δημιουργείται ο ουδέτερος κόμβος. Ο ουδέτερος συνδέεται στο κάτω μέρος του μονωτήρα διέλευσης και προκύπτει έτσι ο ακροδέκτης του ουδετέρου (n).
6. Άκρα των τυλιγμάτων (β)
Τα τρία άλλα άκρα των τυλιγμάτων χαμηλής τάσης συνδέονται στους μονωτήρες διέλευσης και προκύπτουν οι ακροδέκτες 2U, 2V, 2W.
Η στερέωση των τυλιγμάτων Χ.Τ. και Μ.Τ. τόσο μεταξύ τους όσο και πάνω στον πυρήνα είναι πολύ κρίσιμη και γίνεται με μονωτικά στηρίγματα. Σε περίπτωση βραχυκυκλώματος, αναπτύσσονται στα τυλίγματα μεγάλες δυνάμεις Laplace που μπορούν να καταστρέψουν το Μ/Σ.
5. Άκρα των τυλιγμάτων (α)
Τα τρία άκρα των τυλιγμάτων χαμηλής τάσης γεφυρώνονται με χάλκινη μπάρα και δημιουργείται ο ουδέτερος κόμβος. Ο ουδέτερος συνδέεται στο κάτω μέρος του μονωτήρα διέλευσης και προκύπτει έτσι ο ακροδέκτης του ουδετέρου (n).
6. Άκρα των τυλιγμάτων (β)
Τα τρία άλλα άκρα των τυλιγμάτων χαμηλής τάσης συνδέονται στους μονωτήρες διέλευσης και προκύπτουν οι ακροδέκτες 2U, 2V, 2W.
7. Μονωτήρες διέλευσης Χ.Τ. (LV bushing) από πορσελάνη
Ονομάζονται μονωτήρες διέλευσης, διότι από μέσα τους διέρχεται το ρεύμα Χ.Τ.. Στον ένα τους ακροδέκτη, που είναι μέσα στο λάδι, συνδέονται οι απολήξεις των τυλιγμάτων Χ.Τ.. Στον άλλο τους ακροδέκτη, που είναι στον αέρα, συνδέονται τα καλώδια Χ.Τ. που αναχωρούν από το Μ/Σ.
8. Μονωτήρες διέλευσης Μ.Τ. (MV bushing) από πορσελάνη.
Στον ένα τους ακροδέκτη, που είναι μέσα στο λάδι, συνδέονται οι απολήξεις των τυλιγμάτων Μ.Τ.. Στον άλλο τους ακροδέκτη, που είναι στον αέρα, συνδέονται τα καλώδια Μ.Τ. που έρχονται από την κυψέλη προστασίας του Μ/Σ.
Ονομάζονται μονωτήρες διέλευσης, διότι από μέσα τους διέρχεται το ρεύμα Χ.Τ.. Στον ένα τους ακροδέκτη, που είναι μέσα στο λάδι, συνδέονται οι απολήξεις των τυλιγμάτων Χ.Τ.. Στον άλλο τους ακροδέκτη, που είναι στον αέρα, συνδέονται τα καλώδια Χ.Τ. που αναχωρούν από το Μ/Σ.
8. Μονωτήρες διέλευσης Μ.Τ. (MV bushing) από πορσελάνη.
Στον ένα τους ακροδέκτη, που είναι μέσα στο λάδι, συνδέονται οι απολήξεις των τυλιγμάτων Μ.Τ.. Στον άλλο τους ακροδέκτη, που είναι στον αέρα, συνδέονται τα καλώδια Μ.Τ. που έρχονται από την κυψέλη προστασίας του Μ/Σ.
9. Ρυθμιστής τάσης (off-circuit tap changer)
Τα τυλίγματα μέσης τάσης έχουν ενδιάμεσα λήψεις που καταλήγουν σε ένα περιστροφικό διακόπτη. Έτσι έχουμε τη δυνατότητα διαφορετικών λήψεων, δηλαδή να χρησιμοποιούμε περισσότερες ή λιγότερες σπείρες στο πρωτεύον. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή του λόγου των σπειρών του Μ/Σ και, συνεπώς, τη ρύθμιση της τάσης του δευτερεύοντος. Η ρύθμιση αυτή γίνεται όταν ο Μ/Σ είναι εκτός κυκλώματος (off-circuit).
10. Χειριστήριο ρυθμιστή τάσης
Τα τυλίγματα μέσης τάσης έχουν ενδιάμεσα λήψεις που καταλήγουν σε ένα περιστροφικό διακόπτη. Έτσι έχουμε τη δυνατότητα διαφορετικών λήψεων, δηλαδή να χρησιμοποιούμε περισσότερες ή λιγότερες σπείρες στο πρωτεύον. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή του λόγου των σπειρών του Μ/Σ και, συνεπώς, τη ρύθμιση της τάσης του δευτερεύοντος. Η ρύθμιση αυτή γίνεται όταν ο Μ/Σ είναι εκτός κυκλώματος (off-circuit).
10. Χειριστήριο ρυθμιστή τάσης
11. Δοχείο διαστολής (expansion vessel)
Η θερμοκρασία του λαδιού σε κανονική λειτουργία του Μ/Σ φτάνει τους 100°C, με αποτέλεσμα τη διαστολή του . Το δοχείο διαστολής συνδέεται με σωλήνα με το δοχείο του Μ/Σ και όσο η θερμοκρασία του λαδιού ανεβαίνει, ανεβαίνει η στάθμη του λαδιού, διώχνοντας τον αέρα που βρίσκεται στο πάνω μέρος του δοχείου. Το αντίθετο συμβαίνει όταν η θερμοκρασία του λαδιού κατεβαίνει. Σήμερα κατασκευάζονται στεγανοί Μ/Σ λαδιού, με ειδικά σχεδιασμένα πτερύγια ψύξης που παίρνουν τις διαστολές του λαδιού και, συνεπώς, δεν χρειάζονται δοχείο διαστολής. Οι στεγανοί (sealed tank) Μ/Σ δεν χρειάζονται συντήρηση, διότι το λάδι δεν έρχεται σε επαφή με τον αέρα και έτσι δεν αλλοιώνεται
12. Δείκτης στάθμης λαδιού (oil-level indicator)
Μάς δείχνει τη στάθμη του λαδιού στο δοχείο διαστολής.
Η θερμοκρασία του λαδιού σε κανονική λειτουργία του Μ/Σ φτάνει τους 100°C, με αποτέλεσμα τη διαστολή του . Το δοχείο διαστολής συνδέεται με σωλήνα με το δοχείο του Μ/Σ και όσο η θερμοκρασία του λαδιού ανεβαίνει, ανεβαίνει η στάθμη του λαδιού, διώχνοντας τον αέρα που βρίσκεται στο πάνω μέρος του δοχείου. Το αντίθετο συμβαίνει όταν η θερμοκρασία του λαδιού κατεβαίνει. Σήμερα κατασκευάζονται στεγανοί Μ/Σ λαδιού, με ειδικά σχεδιασμένα πτερύγια ψύξης που παίρνουν τις διαστολές του λαδιού και, συνεπώς, δεν χρειάζονται δοχείο διαστολής. Οι στεγανοί (sealed tank) Μ/Σ δεν χρειάζονται συντήρηση, διότι το λάδι δεν έρχεται σε επαφή με τον αέρα και έτσι δεν αλλοιώνεται
12. Δείκτης στάθμης λαδιού (oil-level indicator)
Μάς δείχνει τη στάθμη του λαδιού στο δοχείο διαστολής.
13. Τάπα αερισμού και πλήρωσης με λάδι (Ventilation and filling cap)
Από εδώ εξέρχεται ο αέρας που υπάρχει στο δοχείο διαστολής όταν θερμαίνεται το λάδι του Μ/Σ.
14. Βάνα αποχέτευσης του λαδιού (Drain plug)
Από εδώ γίνεται η εκκένωση του λαδιού.
15. Τροχοί κύλησης (Roller)
Η μετακίνηση του Μ/Σ μέχρι την τελική του θέση γίνεται με κύληση στους τέσσερις τροχούς του.
16. Ψυκτήρες (cooling ribs)
Μοιάζουν με τις φέτες των θερμαντικών σωμάτων ακτινοβολίας και χρησιμεύουν για τη φυσική ψύξη του λαδιού.
Από εδώ εξέρχεται ο αέρας που υπάρχει στο δοχείο διαστολής όταν θερμαίνεται το λάδι του Μ/Σ.
14. Βάνα αποχέτευσης του λαδιού (Drain plug)
Από εδώ γίνεται η εκκένωση του λαδιού.
15. Τροχοί κύλησης (Roller)
Η μετακίνηση του Μ/Σ μέχρι την τελική του θέση γίνεται με κύληση στους τέσσερις τροχούς του.
16. Ψυκτήρες (cooling ribs)
Μοιάζουν με τις φέτες των θερμαντικών σωμάτων ακτινοβολίας και χρησιμεύουν για τη φυσική ψύξη του λαδιού.
Mετασχηματιστής ξηρού τύπου με μόνωση χυτο-ρητίνης
Ονομάζονται Μ/Σ ξηρού τύπου (dry-type transformers) διότι δεν έχουν λάδι. Εμφανίστηκαν στην αγορά τη δεκαετία του 1960. Αν και είναι ακριβότεροι από τους αντίστοιχους με λάδι, έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα που πολλές φορές τους κάνουν να είναι τελικά οικονομικότεροι. Δύο από τα σημαντικά τους πλεονεκτήματα είναι τα εξής:
Η στερεή μόνωσή τους είναι άκαυστη, σε αντίθεση με το λάδι που είναι ιδιαίτερα εύφλεκτο. Έτσι δεν απαιτούνται μια σειρά από ειδικές προφυλάξεις όπως ελαιοδεξαμενή, τοίχοι πυράντοχοι, σύστημα πυρόσβεσης κ.ά. που συναντάμε σε Μ/Σ λαδιού.
Μπορούν να εγκατασταθούν σε οποιοδήποτε σημείο του κτιρίου σε αντίθεση με τους Μ/Σ λαδιού που πρέπει να εγκαθίστανται στο υπόγειο του κτιρίου ή σε ανεξάρτητα κτίρια. Έτσι τους συναντάμε σε πλοία, σήραγγες, πλατφόρμες άντλησης πετρελαίου και γενικά όπου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο Μ/Σ λαδιού.
Ονομάζονται Μ/Σ ξηρού τύπου (dry-type transformers) διότι δεν έχουν λάδι. Εμφανίστηκαν στην αγορά τη δεκαετία του 1960. Αν και είναι ακριβότεροι από τους αντίστοιχους με λάδι, έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα που πολλές φορές τους κάνουν να είναι τελικά οικονομικότεροι. Δύο από τα σημαντικά τους πλεονεκτήματα είναι τα εξής:
Η στερεή μόνωσή τους είναι άκαυστη, σε αντίθεση με το λάδι που είναι ιδιαίτερα εύφλεκτο. Έτσι δεν απαιτούνται μια σειρά από ειδικές προφυλάξεις όπως ελαιοδεξαμενή, τοίχοι πυράντοχοι, σύστημα πυρόσβεσης κ.ά. που συναντάμε σε Μ/Σ λαδιού.
Μπορούν να εγκατασταθούν σε οποιοδήποτε σημείο του κτιρίου σε αντίθεση με τους Μ/Σ λαδιού που πρέπει να εγκαθίστανται στο υπόγειο του κτιρίου ή σε ανεξάρτητα κτίρια. Έτσι τους συναντάμε σε πλοία, σήραγγες, πλατφόρμες άντλησης πετρελαίου και γενικά όπου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο Μ/Σ λαδιού.
1. Ακροδέκτες χαμηλής τάσης
Καθένα από τα τρία τυλίγματα Χ.Τ. καταλήγει σε δύο ακροδέκτες. Οι τρεις ακροδέκτες γεφυρώνονται με αλουμινένια ή χάλκινη μπάρα και προκύπτει ο ακροδέκτης του ουδετέρου. Τα υπόλοιπα τρία άκρα καταλήγουν στους ακροδέκτες Χ.Τ., όπου συνδέονται τα καλώδια των 400 V.
2. Ακροδέκτες μέσης τάσης
Καθένα από τα τρία τυλίγματα Μ.Τ. καταλήγει σε δύο ακροδέκτες. Οι ακροδέκτες γεφυρώνονται χιαστί με μονωμένους αγωγούς για να δημιουργήσουν το τρίγωνο (Δ) των τυλιγμάτων της μέσης τάσης.
3. Τύλιγμα χαμηλής τάσης
Κατασκευάζονται συνήθως από φύλλο αλουμινίου που τυλίγεται σε μορφή κυλίνδρου. Τα φύλλα μονώνονται μεταξύ τους, ώστε να σχηματίσουν έναν συμπαγή κύλινδρο. Κατόπιν εμποτίζονται με εποξεική ρητίνη και ψήνονται σε ειδικούς φούρνους.
Καθένα από τα τρία τυλίγματα Χ.Τ. καταλήγει σε δύο ακροδέκτες. Οι τρεις ακροδέκτες γεφυρώνονται με αλουμινένια ή χάλκινη μπάρα και προκύπτει ο ακροδέκτης του ουδετέρου. Τα υπόλοιπα τρία άκρα καταλήγουν στους ακροδέκτες Χ.Τ., όπου συνδέονται τα καλώδια των 400 V.
2. Ακροδέκτες μέσης τάσης
Καθένα από τα τρία τυλίγματα Μ.Τ. καταλήγει σε δύο ακροδέκτες. Οι ακροδέκτες γεφυρώνονται χιαστί με μονωμένους αγωγούς για να δημιουργήσουν το τρίγωνο (Δ) των τυλιγμάτων της μέσης τάσης.
3. Τύλιγμα χαμηλής τάσης
Κατασκευάζονται συνήθως από φύλλο αλουμινίου που τυλίγεται σε μορφή κυλίνδρου. Τα φύλλα μονώνονται μεταξύ τους, ώστε να σχηματίσουν έναν συμπαγή κύλινδρο. Κατόπιν εμποτίζονται με εποξεική ρητίνη και ψήνονται σε ειδικούς φούρνους.
4. Τύλιγμα μέσης τάσης
Κατασκευάζονται συνήθως από φύλλο αλουμινίου που τυλίγεται σε μορφή πηνίου. Κατόπιν χυτεύονται σε καλούπια με χυτορητίνη. Η διαδικασία της χύτευσης αποτελεί το πιο κρίσιμο σημείο στην κατασκευή του Μ/Σ.
5. Ρυθμιστής τάσης
Κάθε τύλιγμα μέσης τάσης έχει ενδιάμεσες λήψεις που καταλήγουν σε ένα κιβώτιο ακροδεκτών στο μπροστινό μέρος κάθε τυλίγματος. Έτσι έχουμε τη δυνατότητα διαφορετικών λήψεων, δηλαδή να χρησιμοποιούμε περισσότερες ή λιγότερες σπείρες στο πρωτεύον. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή του λόγου των σπειρών του Μ/Σ και, συνεπώς, τη ρύθμιση της τάσης του δευτερεύοντος. Η ρύθμιση αυτή γίνεται όταν ο Μ/Σ είναι εκτός κυκλώματος (offcircuit).
Κατασκευάζονται συνήθως από φύλλο αλουμινίου που τυλίγεται σε μορφή πηνίου. Κατόπιν χυτεύονται σε καλούπια με χυτορητίνη. Η διαδικασία της χύτευσης αποτελεί το πιο κρίσιμο σημείο στην κατασκευή του Μ/Σ.
5. Ρυθμιστής τάσης
Κάθε τύλιγμα μέσης τάσης έχει ενδιάμεσες λήψεις που καταλήγουν σε ένα κιβώτιο ακροδεκτών στο μπροστινό μέρος κάθε τυλίγματος. Έτσι έχουμε τη δυνατότητα διαφορετικών λήψεων, δηλαδή να χρησιμοποιούμε περισσότερες ή λιγότερες σπείρες στο πρωτεύον. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή του λόγου των σπειρών του Μ/Σ και, συνεπώς, τη ρύθμιση της τάσης του δευτερεύοντος. Η ρύθμιση αυτή γίνεται όταν ο Μ/Σ είναι εκτός κυκλώματος (offcircuit).
6. Πυρήνας (Core)
Κατασκευάζεται από ειδικά σιδερένια ελάσματα που μεταξύ τους είναι μονωμένα για να ελαττώσουμε τις μαγνητικές απώλειες. Ο πυρήνας έχει τρία σκέλη, ένα για κάθε φάση
7. Σφικτήρες πυρήνα
Στο πάνω και στο κάτω μέρος του Μ/Σ υπάρχουν σιδερένια δοκάρια που σχηματίζουν το πλαίσιο του Μ/Σ και ταυτόχρονα χρησιμοποιούνται για τη σύσφιξη των ελασμάτων του πυρήνα.
8. Τροχοί κύλησης (Roller)
Η μετακίνηση του Μ/Σ μέχρι την τελική του θέση γίνεται με κύληση στους τέσσσερις τροχούς του
Κατασκευάζεται από ειδικά σιδερένια ελάσματα που μεταξύ τους είναι μονωμένα για να ελαττώσουμε τις μαγνητικές απώλειες. Ο πυρήνας έχει τρία σκέλη, ένα για κάθε φάση
7. Σφικτήρες πυρήνα
Στο πάνω και στο κάτω μέρος του Μ/Σ υπάρχουν σιδερένια δοκάρια που σχηματίζουν το πλαίσιο του Μ/Σ και ταυτόχρονα χρησιμοποιούνται για τη σύσφιξη των ελασμάτων του πυρήνα.
8. Τροχοί κύλησης (Roller)
Η μετακίνηση του Μ/Σ μέχρι την τελική του θέση γίνεται με κύληση στους τέσσσερις τροχούς του
9. Ακροδέκτης γείωσης
Στον ακροδέκτη αυτό γειώνονται όλα τα μεταλλικά μέρη του Μ/Σ (πυρήνας, πλαίσιο κ.λπ.) που δε διαρρέονται από ρεύμα.
10. Άγκιστρα ανύψωσης
Χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά του Μ/Σ.
11. Πινακίδα
Στην πινακίδα αυτή αναγράφονται τα τεχνικά στοιχεία του Μ/Σ, το εργοστάσιο και το έτος κατασκευής του.
12. Κουτί με ηλεκτρονόμους προστασίας
Στο κουτί αυτό καταλήγουν τα καλώδια από τους θερμίστορες που υπάρχουν στα τυλίγματα Χ.Τ. και μας επιτρέπουν να προστατεύουμε το Μ/Σ από υπερφόρτιση.
Στον ακροδέκτη αυτό γειώνονται όλα τα μεταλλικά μέρη του Μ/Σ (πυρήνας, πλαίσιο κ.λπ.) που δε διαρρέονται από ρεύμα.
10. Άγκιστρα ανύψωσης
Χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά του Μ/Σ.
11. Πινακίδα
Στην πινακίδα αυτή αναγράφονται τα τεχνικά στοιχεία του Μ/Σ, το εργοστάσιο και το έτος κατασκευής του.
12. Κουτί με ηλεκτρονόμους προστασίας
Στο κουτί αυτό καταλήγουν τα καλώδια από τους θερμίστορες που υπάρχουν στα τυλίγματα Χ.Τ. και μας επιτρέπουν να προστατεύουμε το Μ/Σ από υπερφόρτιση.
Μετασχηματιστές τύπου GIS
Οι μετασχηματιστές τύπου GIS ( Gas Insulation System), χρησιμοποιούν ως μονωτικό και ψυκτικό μέσο κάποιο αέριο σε υψηλή πίεση σε στεγανοποιημένο περιβάλλον. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο αέριο είναι το εξαφθοριούχο θείο ( SF6 ), το οποίο είναι άχρωμο, άοσμο, άφλεκτο, χημικά αδρανές και μη τοξικό. Η διηλεκτρική αντοχή του SF6 στην ατμοσφαιρική πίεση είναι περίπου τριπλάσια από την αντίστοιχη του αέρα ή του αζώτου. Υπό τις ίδιες συνθήκες είναι μισή από αυτή των ελαίων, αλλά σε υψηλότερη πίεση υπερέχει αυτής. Το SF6 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μόνωση μετασχηματιστών ισχύος μέχρι αρκετές εκατοντάδες MVA.
Το πλεονέκτημα των παραπάνω μετασχηματιστών είναι ότι είναι άφλεκτοι, εύκολοι στην εγκατάσταση και τοποθέτησή τους, ενώ καταλαμβάνουν σχετικά μικρό χώρο. Το κυριότερο μειονέκτημά τους είναι ότι το SF6 θεωρείται μη οικολογικό, διότι συμβάλλει στη δημιουργία της τρύπας του όζοντος.
Οι μετασχηματιστές τύπου GIS ( Gas Insulation System), χρησιμοποιούν ως μονωτικό και ψυκτικό μέσο κάποιο αέριο σε υψηλή πίεση σε στεγανοποιημένο περιβάλλον. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο αέριο είναι το εξαφθοριούχο θείο ( SF6 ), το οποίο είναι άχρωμο, άοσμο, άφλεκτο, χημικά αδρανές και μη τοξικό. Η διηλεκτρική αντοχή του SF6 στην ατμοσφαιρική πίεση είναι περίπου τριπλάσια από την αντίστοιχη του αέρα ή του αζώτου. Υπό τις ίδιες συνθήκες είναι μισή από αυτή των ελαίων, αλλά σε υψηλότερη πίεση υπερέχει αυτής. Το SF6 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μόνωση μετασχηματιστών ισχύος μέχρι αρκετές εκατοντάδες MVA.
Το πλεονέκτημα των παραπάνω μετασχηματιστών είναι ότι είναι άφλεκτοι, εύκολοι στην εγκατάσταση και τοποθέτησή τους, ενώ καταλαμβάνουν σχετικά μικρό χώρο. Το κυριότερο μειονέκτημά τους είναι ότι το SF6 θεωρείται μη οικολογικό, διότι συμβάλλει στη δημιουργία της τρύπας του όζοντος.
Οι απώλειες στο εσωτερικό του Μ/Σ χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:
Μαγνητικές απώλειες
Ηλεκτρικές απώλειες
Μαγνητικές απώλειες
Ηλεκτρικές απώλειες
Οι μαγνητικές απώλειες οφείλονται στη μαγνητική υστέρηση και τα δινορρεύματα που εμφανίζονται στο σιδερένιο πυρήνα του Μ/Σ. Γι' αυτό ονομάζονται και απώλειες σιδήρου (PFe) ή απώλειες κενού, διότι υπάρχουν όσο ο Μ/Σ είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο μέσης τάσης, ανεξάρτητα από το φορτίο που υπάρχει στην πλευρά της χαμηλής τάσης.
Οι ωμικές αντιστάσεις στα χάλκινα τυλίγματα της μέσης και της χαμηλής τάσης του Μ/Σ δημιουργούν ηλεκτρικές απώλειες που αυξάνονται με το τετράγωνο του ρεύματος (PCu = R * I2).
Οι απώλειες αυτές ονομάζονται και απώλειες χαλκού και είναι συνάρτηση του φορτίου, δηλαδή, όταν ο Μ/Σ λειτουργεί εν κενώ είναι μηδενικές ενώ σε πλήρες φορτίο φθάνουν στη μέγιστη τιμή τους.
Το σύνολο των απωλειών χαλκού και σιδήρου φθάνει για μικρούς Μ/Σ μέχρι το 5% και για μεγάλους μέχρι το 2.5% του ονομαστικού φορτίου.
Οι ωμικές αντιστάσεις στα χάλκινα τυλίγματα της μέσης και της χαμηλής τάσης του Μ/Σ δημιουργούν ηλεκτρικές απώλειες που αυξάνονται με το τετράγωνο του ρεύματος (PCu = R * I2).
Οι απώλειες αυτές ονομάζονται και απώλειες χαλκού και είναι συνάρτηση του φορτίου, δηλαδή, όταν ο Μ/Σ λειτουργεί εν κενώ είναι μηδενικές ενώ σε πλήρες φορτίο φθάνουν στη μέγιστη τιμή τους.
Το σύνολο των απωλειών χαλκού και σιδήρου φθάνει για μικρούς Μ/Σ μέχρι το 5% και για μεγάλους μέχρι το 2.5% του ονομαστικού φορτίου.
Τεχνικά στοιχεία ματασχηματιστών λαδιού ονομαστικής τάσης 20/0,4 kV
|
|||
Ισχύς ΜΣ Sn (kVA)
|
Απώλειες κενού PFe
|
Απώλειες φορτίου Pcu
|
Ονομαστική τάση βραχυκύκλωσης uk
|
25
|
115
|
700
|
4,0
|
50
|
190
|
1050
|
4,0
|
75
|
260
|
1420
|
4,0
|
100
|
320
|
1750
|
4,0
|
150
|
435
|
2250
|
4,0
|
200
|
550
|
2850
|
4,0
|
250
|
650
|
3250
|
4,0(6,0)
|
400
|
930
|
4600
|
4,0(6,0)
|
500
|
1100
|
5500
|
4,0(6,0)
|
630
|
1300
|
6500
|
4,0(6,0)
|
750
|
1430
|
7600
|
6,0
|
1000
|
1650
|
10500
|
6,0
|
1250
|
1900
|
13500
|
6,0
|
1600
|
2550
|
18100
|
6,0
|
Παράδειγμα υπολογισμού
Ένας Μ/Σ έχει Sn = 630 kV Α και εργάζεται 10 ώρες την ημέρα στο 50% του ονομαστικού ρεύματος. Να βρείτε τις ημερήσιες απώλειες ενέργειας σε kWh.
Από τον παραπάνω Πίνακα βρίσκουμε ότι οι απώλειες σιδήρου είναι 1300 W,
δηλαδή Pcu = 1300 W
Από τον Πίνακα βρίσκουμε επίσης ότι οι απώλειες χαλκού είναι 6500W για το 100% του ονομαστικού ρεύματος (Ιn).
Επειδή οι απώλειες χαλκού είναι ανάλογες του τετραγώνου του ρεύματος λειτουργίας για Ι = 0,5 * ln είναι: Pcu = (0.5)^2 * 6500 = 1625W.
Ένας Μ/Σ έχει Sn = 630 kV Α και εργάζεται 10 ώρες την ημέρα στο 50% του ονομαστικού ρεύματος. Να βρείτε τις ημερήσιες απώλειες ενέργειας σε kWh.
Από τον παραπάνω Πίνακα βρίσκουμε ότι οι απώλειες σιδήρου είναι 1300 W,
δηλαδή Pcu = 1300 W
Από τον Πίνακα βρίσκουμε επίσης ότι οι απώλειες χαλκού είναι 6500W για το 100% του ονομαστικού ρεύματος (Ιn).
Επειδή οι απώλειες χαλκού είναι ανάλογες του τετραγώνου του ρεύματος λειτουργίας για Ι = 0,5 * ln είναι: Pcu = (0.5)^2 * 6500 = 1625W.
Για λειτουργία 10 ωρών ημερησίως, οι απώλειες ενέργειας ημερησίως είναι (Ε = Ρ * t):
Εμ = 1300 * 24 + 1625 * 10 = 47450 Wh = 47,45 kWh/ημέρα
Για να αντιληφθούμε το μέγεθος αυτών των απωλειών, ας τις συγκρίνουμε με την ενέργεια Εθ που καταναλώνει ο ηλεκτρικός θερμοσίφωνας (Ρ=3.0 kW) του σπιτιού μας, όταν τον ανάβουμε για t=0.5 ώρα την ημέρα έχουμε:
Εθ = Ρθ * t = 3 * 0.5 = 1,5 kWh/ ημέρα
Συγκρίνοντας τις δύο παραπάνω ενέργειες βλέπουμε ότι οι απώλειες μιας ημέρας του Μ/Σ είναι αρκετές για να θερμάνουν το νερό χρήσης ενός νοικοκυριού για ένα μήνα (47,45/1,5 = 30 ημέρες).
Εμ = 1300 * 24 + 1625 * 10 = 47450 Wh = 47,45 kWh/ημέρα
Για να αντιληφθούμε το μέγεθος αυτών των απωλειών, ας τις συγκρίνουμε με την ενέργεια Εθ που καταναλώνει ο ηλεκτρικός θερμοσίφωνας (Ρ=3.0 kW) του σπιτιού μας, όταν τον ανάβουμε για t=0.5 ώρα την ημέρα έχουμε:
Εθ = Ρθ * t = 3 * 0.5 = 1,5 kWh/ ημέρα
Συγκρίνοντας τις δύο παραπάνω ενέργειες βλέπουμε ότι οι απώλειες μιας ημέρας του Μ/Σ είναι αρκετές για να θερμάνουν το νερό χρήσης ενός νοικοκυριού για ένα μήνα (47,45/1,5 = 30 ημέρες).
Προστασία μετασχηματιστή ισχύος από υπερφόρτιση
Οι απώλειες χαλκού και σιδήρου του Μ/Σ μετατρέπονται στο εσωτερικό του σε θερμότητα που έχει ως συνέπεια την αύξηση της θερμοκρασίας του λαδιού (αν ο Μ/Σ είναι ελαιόψυκτος) ή της χυτορητίνης (αν ο Μ/Σ είναι ξηρού τύπου).
Μια από τις βασικές απαιτήσεις της σωστής προστασίας του Μ/Σ είναι ο έλεγχος της θερμοκρασίας (λαδιού ή χυτορητίνης), ώστε να μην ξεπεράσει τα όρια που έχει ορίσει ο κατασκευαστής του Μ/Σ.
Για Μ/Σ λαδιού χρησιμοποιούνται τα θερμόμετρα λαδιού (βλ.εικόνα) που παρακολουθούν τη θερμοκρασία του ανώτερου στρώματος λαδιού. Αυτή πρέπει να είναι μικρότερη των 100°C.
Το θερμόμετρο είναι εφοδιασμένο με δύο ανοικτές επαφές. Όταν η βελόνα ξεπεράσει το πρώτο όριο των 90°C, τότε κλείνει η πρώτη επαφή και κτυπά ο συναγερμός του υποσταθμού.
Οι απώλειες χαλκού και σιδήρου του Μ/Σ μετατρέπονται στο εσωτερικό του σε θερμότητα που έχει ως συνέπεια την αύξηση της θερμοκρασίας του λαδιού (αν ο Μ/Σ είναι ελαιόψυκτος) ή της χυτορητίνης (αν ο Μ/Σ είναι ξηρού τύπου).
Μια από τις βασικές απαιτήσεις της σωστής προστασίας του Μ/Σ είναι ο έλεγχος της θερμοκρασίας (λαδιού ή χυτορητίνης), ώστε να μην ξεπεράσει τα όρια που έχει ορίσει ο κατασκευαστής του Μ/Σ.
Για Μ/Σ λαδιού χρησιμοποιούνται τα θερμόμετρα λαδιού (βλ.εικόνα) που παρακολουθούν τη θερμοκρασία του ανώτερου στρώματος λαδιού. Αυτή πρέπει να είναι μικρότερη των 100°C.
Το θερμόμετρο είναι εφοδιασμένο με δύο ανοικτές επαφές. Όταν η βελόνα ξεπεράσει το πρώτο όριο των 90°C, τότε κλείνει η πρώτη επαφή και κτυπά ο συναγερμός του υποσταθμού.
Ο συντηρητής θα πρέπει αμέσως να ελέγξει, αν υπάρχει κάποιο πρόβλημα στο σύστημα ψύξης του Μ/Σ ή, στην ανάγκη, να απορρίψει άμεσα κάποια από τα φορτία του Μ/Σ.
Αν η θερμοκρασία του λαδιού συνεχίζει να ανεβαίνει και η βελόνα του θερμομέτρου ξεπεράσει το δεύτερο όριο, π.χ 100°C, αυτόματα δίνεται εντολή απόζευξης (trip) του διακόmη ισχύος στην πλευρά χαμηλής τάσης του Μ/Σ.
Στους Μ/Σ xυτoρητίνης υπάρχουν τοποθετημένοι μέσα στα τυλίγματα της χαμηλής τάσης θερμίστορες (συνήθως δύο θερμίστορες σε κάθε φάση). Οι θερμίστορες είναι ηλεκτρονικά στοιχεία που η αντίσταση τους μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία τους.
Αν η θερμοκρασία του λαδιού συνεχίζει να ανεβαίνει και η βελόνα του θερμομέτρου ξεπεράσει το δεύτερο όριο, π.χ 100°C, αυτόματα δίνεται εντολή απόζευξης (trip) του διακόmη ισχύος στην πλευρά χαμηλής τάσης του Μ/Σ.
Στους Μ/Σ xυτoρητίνης υπάρχουν τοποθετημένοι μέσα στα τυλίγματα της χαμηλής τάσης θερμίστορες (συνήθως δύο θερμίστορες σε κάθε φάση). Οι θερμίστορες είναι ηλεκτρονικά στοιχεία που η αντίσταση τους μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία τους.
Όπως φαίνεται στην εικόνα (δ) οι θερμίστορες είναι οργανωμένοι σε δύο ομάδες. Η πρώτη ομάδα δίνει εντολή οπτικού και ηχητικού συναγερμού (ρελέ Κ2) και η δεύτερη ομάδα δίνει εντολή απόζευξης (trip) (ρελέ Κ1) του διακόπτη ισχύος στην πλευρά χαμηλής τάσης του Μ/Σ.
Το θερμόμετρο (στους Μ/Σ λαδιού) ή οι θερμίστορες (στους Μ/Σ χυτορητίνης) δίνουν εντολή απόζευξης στο διακόπτη ισχύος στην πλευρά χαμηλής τάσης.
Το θερμόμετρο (στους Μ/Σ λαδιού) ή οι θερμίστορες (στους Μ/Σ χυτορητίνης) δίνουν εντολή απόζευξης στο διακόπτη ισχύος στην πλευρά χαμηλής τάσης.
Προστασία μετασχηματιστή λαδιού από εσωτερικά σφάλματα
Σε περίπτωση εσωτερικού σφάλματος στο Μ/Σ λαδιού, π.χ. βραχυκύκλωμα μεταξύ των σπειρών στα πηνία μέσης ή χαμηλής τάσης, εξαιτίας αστοχίας στη μόνωση, τοπικά η θερμοκρασία του λαδιού ανεβαίνει απότομα με συνέπεια:
--την εξάτμισή του και τη δημιουργία φυσσαλίδων (αερίου) που οδεύουν προς τα πάνω.
--την έντονη ροή του λαδιού.
Ο Ηλεκτρονόμος (Η/Ν) Buchholz τοποθετείται στο σωλήνα που συνδέει το δοχείο του Μ/Σ με το δοχείο διαστολής. Για λόγους οικονομικούς τον συναντάμε συνήθως σε Μ/Σ μεγαλύτερους από 630 kVΑ. Ο Η/Ν Buchholz περιέχει ξεχωριστές επαφές για σήμανση κινδύνου (alarm) και απόζευξη (tripping).
Σε περίπτωση εσωτερικού σφάλματος στο Μ/Σ λαδιού, π.χ. βραχυκύκλωμα μεταξύ των σπειρών στα πηνία μέσης ή χαμηλής τάσης, εξαιτίας αστοχίας στη μόνωση, τοπικά η θερμοκρασία του λαδιού ανεβαίνει απότομα με συνέπεια:
--την εξάτμισή του και τη δημιουργία φυσσαλίδων (αερίου) που οδεύουν προς τα πάνω.
--την έντονη ροή του λαδιού.
Ο Ηλεκτρονόμος (Η/Ν) Buchholz τοποθετείται στο σωλήνα που συνδέει το δοχείο του Μ/Σ με το δοχείο διαστολής. Για λόγους οικονομικούς τον συναντάμε συνήθως σε Μ/Σ μεγαλύτερους από 630 kVΑ. Ο Η/Ν Buchholz περιέχει ξεχωριστές επαφές για σήμανση κινδύνου (alarm) και απόζευξη (tripping).
Ο Η/Ν Buchholz δίνει εντολές (κλείνοντας τις αντίστοιχες επαφές) όταν ανιχνεύσει:
Tη συγκέντρωση φυσαλίδων. Όταν ο όγκος του αερίου ξεπεράσει κάποιο όριο δίνει αρχικά εντολή σήμανσης κινδύνου και, αν ο όγκος εξακολουθεί να αυξάνει, εντολή απόζευξης.
Tην έντονη ροή του λαδιού στο σωλήνα που συνδέει το δοχείο διαστολής με το δοχείο του Μ/Σ. Δίνει αμέσως εντολή απόζευξης.
Tη πτώση στάθμης του λαδιού (λόγω διαρροής). Όταν η στάθμη του λαδιού κατέβει κάτω από το επιτρεπτό όριο δίνει αρχικά σήμανση κινδύνου. Αν η στάθμη εξακολουθεί να κατεβαίνει και πέσει κάτω και από το όριο ασφαλείας τότε δίνει εντολή απόζευξης.
Η ανίχνευση δεν διορθώνει προφανώς το σφάλμα, αλλά μας προειδοποιεί να σταματήσουμε άμεσα το Μ/Σ, αλλιώς υπάρχει κίνδυνος μεγάλης ζημιάς.
Πρακτικά, η απόζευξη με Η/Ν Buchholz σημαίνει ότι ο Μ/Σ πρέπει να σταματήσει τη λειτουργία του, να επιθεωρηθεί και, ενδεχομένως, να επισκευαστεί.
Tη συγκέντρωση φυσαλίδων. Όταν ο όγκος του αερίου ξεπεράσει κάποιο όριο δίνει αρχικά εντολή σήμανσης κινδύνου και, αν ο όγκος εξακολουθεί να αυξάνει, εντολή απόζευξης.
Tην έντονη ροή του λαδιού στο σωλήνα που συνδέει το δοχείο διαστολής με το δοχείο του Μ/Σ. Δίνει αμέσως εντολή απόζευξης.
Tη πτώση στάθμης του λαδιού (λόγω διαρροής). Όταν η στάθμη του λαδιού κατέβει κάτω από το επιτρεπτό όριο δίνει αρχικά σήμανση κινδύνου. Αν η στάθμη εξακολουθεί να κατεβαίνει και πέσει κάτω και από το όριο ασφαλείας τότε δίνει εντολή απόζευξης.
Η ανίχνευση δεν διορθώνει προφανώς το σφάλμα, αλλά μας προειδοποιεί να σταματήσουμε άμεσα το Μ/Σ, αλλιώς υπάρχει κίνδυνος μεγάλης ζημιάς.
Πρακτικά, η απόζευξη με Η/Ν Buchholz σημαίνει ότι ο Μ/Σ πρέπει να σταματήσει τη λειτουργία του, να επιθεωρηθεί και, ενδεχομένως, να επισκευαστεί.
Διαφορική προστασία μετασχηματιστή ισχύος
Στη διαφορική προστασία γίνεται σύγκριση των ανηγμένων ρευμάτων, πρωτεύοντος και δευτερεύοντος. Για να γίνει αυτό χρειαζόμαστε από τρείς Μ/Σ έντασης στη μέση και χαμηλή τάση αντίστοιχα.
Τα δευτερεύοντα των έξι Μ/Σ καταλήγουν στο διαφορικό Η/Ν, που ελέγχει ότι τα ανηγμένα εισερχόμενα ρεύματα είναι ίσα με τα εξερχόμενα ρεύματα.
Αν η διαφορά των δύο ρευμάτων (απ' όπου και το όνομα διαφορικός Η/Ν) ξεπερνά ένα όριο, π.χ. 100 mA, τότε ο Η/Ν δίνει εντολή απόζευξης στο διακόπτη ισχύος στην πλευρά μέσης τάσης.
Στη διαφορική προστασία γίνεται σύγκριση των ανηγμένων ρευμάτων, πρωτεύοντος και δευτερεύοντος. Για να γίνει αυτό χρειαζόμαστε από τρείς Μ/Σ έντασης στη μέση και χαμηλή τάση αντίστοιχα.
Τα δευτερεύοντα των έξι Μ/Σ καταλήγουν στο διαφορικό Η/Ν, που ελέγχει ότι τα ανηγμένα εισερχόμενα ρεύματα είναι ίσα με τα εξερχόμενα ρεύματα.
Αν η διαφορά των δύο ρευμάτων (απ' όπου και το όνομα διαφορικός Η/Ν) ξεπερνά ένα όριο, π.χ. 100 mA, τότε ο Η/Ν δίνει εντολή απόζευξης στο διακόπτη ισχύος στην πλευρά μέσης τάσης.
Η διαφορική προστασία έχει το πλεονέκτημα ότι περιορίζει τη ζημιά στο ελάχιστο, σε σχέση με την προστασία του Η/Ν Buchholz. Επειδή όμως είναι μια σχετικά ακριβή προστασία τη συναντάμε σε πολύ μεγάλους Μ/Σ (πάνω από 1600 kV Α).
Αξίζει να σημειώσουμε ότι, η διαφορική προστασία θυμίζει το γνωστό Δ.Δ.Ε. (διακόπτη διαρροής έντασης) που συναντάμε στους ηλεκτρικούς πίνακες των Ε.Η.Ε. Ο Δ.Δ.Ε. συγκρίνει το ρεύμα της φάσης με το ρεύμα του ουδετέρου (για μονοφασικούς πίνακες). Αν η διαφορά των δύο ρευμάτων ξεπεράσει τα 30 mA, τότε ανοίγει αυτόματα, δηλαδή δίνει εντολή απόζευξης στον εαυτό του.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ:
Ηλεκτρικές Μηχανές (Γαντζούδης Σωτήριος-Λαγουδάκος Μιχαήλ-Μπινιάρης Αθανάσιος)
Στοιχεία Βιομηχανικών εγκαταστάσεων (Παπαζής-Σακκάς-Σαμαράς)
