Pole Mounted Transformer: What, How, Working and Interesting Facts

Αυτό το άρθρο περιγράφει τις ολόπλευρες πληροφορίες σχετικά με τον μετασχηματιστή που τοποθετείται σε πόλο, την αρχή λειτουργίας του και άλλα ζωτικής σημασίας στοιχεία. Οι μετασχηματιστές που τοποθετούνται σε πόλο είναι μετασχηματιστές διανομής που είναι τοποθετημένοι σε ηλεκτρικό στύλο.

Ένας μετασχηματιστής διανομής μεταβάλλει την υψηλή τάση που προέρχεται από τους σταθμούς παραγωγής ενέργειας σε 220/120 V για χρήση σε συστήματα διανομής. Ένας από τους τύπους του είναι ο μετασχηματιστής που τοποθετείται σε στύλο. Αυτά τοποθετούνται σε στύλο ισχύος από ξύλο ή σκυρόδεμα και στο ίδιο επίπεδο με εναέρια καλώδια. Το εύρος αυτών των μετασχηματιστών μπορεί να κυμαίνεται από 16 έως 100 kVA.

Τι είναι ο μετασχηματιστής τοποθετημένος σε πόλο;

Οι μετασχηματιστές που τοποθετούνται σε στύλο είναι ένας τύπος μετασχηματιστών διανομής κουτιού ψωμιού που έχουν τοποθετηθεί σε ηλεκτρικό πόλο σέρβις από ξύλο ή σκυρόδεμα. Συγκρατούνται συνήθως στο επίπεδο των άνω καλωδίων.

Οι μετασχηματιστές που είναι τοποθετημένοι σε πόλο αξιολογούνται οπουδήποτε μεταξύ 16 kVA έως 100 kVA. Μπορούν να κατεβάσουν από 11,000 έως 33,000 βολτ σε μια φαινομενικά χαμηλότερη τάση 400 βολτ. Γενικά τα οικιακά συστήματα διανομής, οι εμπορικές τοποθεσίες χαμηλού όγκου σε αγροτικές περιοχές χρησιμοποιούν μετασχηματιστές που είναι τοποθετημένοι σε πόλο.

Easton Utilities 8.32kV - Easton, MD
“Easton Utilities 8.32kV – Easton, MD” by Tonyglen14 έχει άδεια χρήσης κάτω από CC-BY 2.0

Πώς λειτουργεί ένας μετασχηματιστής τοποθετημένος σε πόλο;

Οι μετασχηματιστές που τοποθετούνται σε πόλο είναι μικρότεροι σε μέγεθος. Στα PMT, η ισχύς που προέρχεται από το σταθμό συνδέεται με τον μονωτή. Μετά από αυτό, συνδέεται στον διακόπτη GO (χειριστής συμμορίας).

Ορισμένα PMT δεν διαθέτουν διακόπτη μετάβασης λόγω προβλημάτων με σπινθήρες. Στη συνέχεια, η γραμμή πηγαίνει στην ασφάλεια πτώσης και στη συνέχεια ενώνεται με την κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή. Τέλος 240 V λαμβάνεται από τη δευτερεύουσα πλευρά που συνδέεται με το MCCB και στη συνέχεια με τα οικιακά συστήματα διανομής. Το MCCB προστατεύει το κύκλωμα από τυχόν κινδύνους.

Μετασχηματιστής τοποθετημένος σε στύλο
“Utility Transformer and Mounting Structure” by Κρις Χάνκελερ έχει άδεια χρήσης κάτω από CC BY-SA 2.0

Μετασχηματιστής τοποθετημένος σε πόλο - Συχνές ερωτήσεις

Πώς λειτουργεί ο μετασχηματιστής γραμμής ισχύος;

A ο μετασχηματιστής ανεβαίνει ή προς τα κάτω της ηλεκτρικής ενέργειας που ρέει σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο. Στο σύστημα διανομής, μειώνει την παροχή ρεύματος μέσω των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα επίπεδο πιο κατάλληλο για οικιακή και επαγγελματική χρήση.

Σε κανονική λειτουργία, η ηλεκτρική ενέργεια ρέει στο μετασχηματιστή στην πλευρά της υψηλής τάσης όπου εισέρχεται στο πηνίο του επαγωγέα, συνήθως δεμένο κοντά σε ένα μέταλλο. Καθώς η ηλεκτρική ενέργεια ρέει μέσω αυτού του πηνίου, δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο που προσελκύει την ηλεκτρική ενέργεια του άλλου πηνίου.

Πώς συνδέονται οι μετασχηματιστές πόλων;

Οι μετασχηματιστές που τοποθετούνται σε πόλο έχουν την καλωδίωση τους όπως κάθε άλλος μετασχηματιστής διανομής. Το ένα άκρο του μετασχηματιστή στερεώνεται με την πηγή στη μονοφασική σύνδεση και το άλλο άκρο συνδέεται με τη γραμμή υψηλής τάσης.

Ακόμη και μερικά μονοφασικά PMT αποτελούν μέρος τριφασικών συστημάτων. Τα τριφασικά PMT μπορούν να έχουν καλωδίωση δέλτα ή wye. Έχουν μονοπάτια επιστροφής μέσω ενός ουδέτερου σύρματος που ενώνεται με το ουδέτερο σημείο της πηγής. Ο υποσταθμός από τον οποίο προέρχεται η ισχύς έχει σύνδεση με το δευτερεύον τύλιγμα. Το δευτερεύον είναι γειωμένο ως μέτρο ασφαλείας.

gMdaRweXHU5O0HOz52J0aFjjQwpXs0CckH9PCco cRolJ8r7jEQrs NGnu1mOkw39MvfqgB28cDrRI2WHtD2MeGz9jPC 233sA5lOSRyL0LAYk5H
Καλωδίωση μετασχηματιστή με στύλο. Πιστώσεις εικόνας: indiamart

Τι υγρό υπάρχει μέσα σε έναν μετασχηματιστή;

Το υγρό μέσα στον μετασχηματιστή, που συχνά αναφέρεται ως λάδι μετασχηματιστή ή μονωτή, είναι μια ουσία υψηλής μονωτικής ικανότητας. Κυρίως μονώνει, λειτουργεί ως ψυκτικό και αποτρέπει την εκκένωση κορώνας.

Η κύρια χημική ουσία που χρησιμοποιείται στο παραδοσιακό λάδι μετασχηματιστή είναι τα πολυχλωριωμένα διφαινύλια ή τα PCB που είναι εξαιρετικά τοξικά. Επί του παρόντος, οι περισσότεροι μετασχηματιστές χρησιμοποιούν μη τοξικά ορυκτέλαια. Αυτά τα λάδια λειτουργούν ως ψυκτικό για τη μεταφορά θερμότητας από τις περιελίξεις του μετασχηματιστή στο περίβλημα. Επίσης, τα λάδια είναι καλοί μονωτές μεταξύ των περιελίξεων που μειώνουν τις απώλειες χαλκού.

.

8S5SMc3qIMO21vhtv4r2hYHYm6S1cL6cZ3Q0
Λάδι μετασχηματιστή; Πιστώσεις εικόνας: ka-99

Οι μετασχηματιστές αντλούν ρεύμα όταν δεν χρησιμοποιούνται;

Οι μετασχηματιστές δεν χρησιμοποιούνται, σημαίνει ότι βρίσκονται σε κατάσταση χωρίς φορτίο. Εξακολουθούν να αντλούν κάποια ασήμαντη ποσότητα ενέργειας λόγω των απωλειών χαλκού και σιδήρου. Αυτή είναι γενικά η άεργος ισχύς που μετράται σε kVAR.

Σε έναν πραγματικό μετασχηματιστή, όταν ρέει ρεύμα AC, δημιουργείται μαγνητικό πεδίο και υπάρχει κάποια αντίσταση. Αυτό ονομάζεται σύνθετη αντίσταση και παράγοντες όπως το υλικό πυρήνα, το διάκενο αέρα, ο αριθμός των στροφών κ.λπ. είναι υπεύθυνοι για αυτό. Ακόμη και σε κατάσταση χωρίς φορτίο, το μαγνητικό ρεύμα προκαλεί πολύ μικρό I2Απώλειες R (απώλεια δινορευμάτων και απώλεια χαλκού στην περιέλιξη).

Διαβάστε περισσότερα για…Πώς οι μετασχηματιστές αυξάνουν την τάση για να μειώσουν το ρεύμα: Εξαντλητικές συχνές ερωτήσεις

Πώς λειτουργεί ένας μετασχηματιστής;

Ο μετασχηματιστής είναι μια ηλεκτρική συσκευή που είναι υπεύθυνη για τη μετατροπή της τάσης από το ένα κύκλωμα στο άλλο διατηρώντας ανέπαφη την ισχύ και τη συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος. Χρησιμοποιεί την αρχή της αμοιβαίας επαγωγής.

Ένας μετασχηματιστής έχει συνήθως δύο περιελίξεις - ένα πρωτεύον και ένα δευτερεύον. Το ρεύμα AC διέρχεται μέσω του πρωτεύοντος, το οποίο δημιουργεί μαγνητικό πεδίο. Το μαγνητικό πεδίο, όταν φτάσει στο δευτερεύον πηνίο λόγω αμοιβαία αυτεπαγωγή, δημιουργεί ηλεκτροκινητική δύναμη. Έτσι παίρνουμε μια τάση είτε αυξημένη είτε κατεβασμένη στο δευτερεύον πηνίο.

Διαβάστε περισσότερα για….Μετασχηματιστής αμοιβαίας επαγωγής: Ισοδύναμο κύκλωμα αμοιβαίας επαγωγής και 10+ κρίσιμα ερωτήματα

Ποιος είναι ο ρόλος των μετασχηματιστών στο ηλεκτρικό δίκτυο;

Ένα δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένα δίκτυο που συνδέεται με διανομή και γραμμές μεταφοράς που παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στους καταναλωτές. Έχει τρία βασικά μέρη: παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, μεταφορά και διανομή.

Ένας μετασχηματιστής μετατρέπει την παρεχόμενη τάση εισόδου σε υψηλότερη ή χαμηλότερη τάση εξόδου. Είναι μια ζωτικής σημασίας συσκευή σε μεγάλα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας όπως τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στους ανθρώπους. Η ισχύς που παράγεται στον υποσταθμό θα πρέπει να αυξηθεί για τη μετάδοση μεγάλων αποστάσεων και στη συνέχεια να μειωθεί στα νοικοκυριά. Οι μετασχηματιστές καθιστούν δυνατές αυτές τις εργασίες.

Πόσος χαλκός έχει ένας μετασχηματιστής γραμμής ρεύματος;

Η ποσότητα χαλκού σε έναν μετασχηματιστή γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται από την ονομαστική του αξία, π.χ. kVA, ρεύματα περιέλιξης και τάσεις κ.λπ. Μερικές φορές λαμβάνεται επίσης υπόψη η πυκνότητα μαγνητικής ροής του υλικού.

Ας πάρουμε ένα παράδειγμα μετασχηματιστή με ονομαστική ισχύ 100 kVA και συνολικό βάρος 600 kg. Για μετασχηματιστές τριών φάσεων, η μάζα του χαλκού και του σιδήρου πρέπει να είναι σχεδόν ίσα. Μπορούμε λοιπόν να υπολογίσουμε ότι περίπου 100 κιλά από τα 600 κιλά θα ληφθούν για το υλικό και τις μονωτικές ουσίες κ.λπ. Άρα από τα υπόλοιπα 500 κιλά, μπορεί να υπάρχουν 250 κιλά χαλκού.

Μπορεί ένας μετασχηματιστής να πάρει ρεύμα από την πηγή ρεύματος όταν δεν έχει φορτίο;

Ένας μετασχηματιστής που είναι συνδεδεμένος σε τροφοδοτικό αλλά σε κατάσταση χωρίς φορτίο θα τραβήξει κάποιο ρεύμα στο δευτερεύον πηνίο και θα έχει κάποιες απώλειες. Οπότε υπάρχει απώλεια ισχύος στον μετασχηματιστή ακόμα και χωρίς φορτίο.

Η κύρια απώλεια οφείλεται στο μαγνητικό πεδίο εναλλασσόμενου ρεύματος που έχει ρυθμιστεί από το δίκτυο. Υπάρχει απώλεια χαλκού λόγω ρεύματος στο πρωτεύον και αντίσταση στο πρωτεύον. Το μη φορτωμένο πρωτεύον του μετασχηματιστή είναι συνήθως εύκαμπτο, αλλά το ρεύμα ρέει και υπάρχει ένα στοιχείο αντίστασης λόγω της περιορισμένης αγωγιμότητας.

Διαβάστε περισσότερα για….Πώς λειτουργεί ένας μετασχηματιστής: Modularized Insights, Exhaustive FAQs

Τραβάει ρεύμα ένας μετασχηματιστής όταν τίποτα δεν είναι συνδεδεμένο στο δευτερεύον;

Ακόμη και σε συνθήκες χωρίς φορτίο, μια μικρή ποσότητα ρεύματος έλκεται στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή, για να δημιουργήσει τη μαγνητική ροή που απαιτείται για το μαγνητικό πεδίο. Αυτό το ρεύμα ονομάζεται «ρεύμα χωρίς φορτίο».

Το ρεύμα χωρίς φορτίο είναι σχεδόν 3-5% του συνολικού φορτίου ρεύματος και είναι υπεύθυνο για τις απώλειες στον μετασχηματιστή. Αυτές οι απώλειες χωρίς φορτίο περιλαμβάνουν τις ακόλουθες απώλειες:

  • Απώλεια πυρήνα (σιδερένιο/ σταθερό): Είναι το άθροισμα των απωλειών δινορρευμάτων και υστέρηση off
  • Απώλεια χαλκού: Είναι το Ι2Απώλεια R που προκαλείται από ρεύμα χωρίς φορτίο

Προδιαγραφές μετασχηματιστή τοποθετημένου σε πόλο:

Οι μετασχηματιστές που τοποθετούνται στον πόλο διανομής τοποθετούνται πάνω από το επίπεδο του εδάφους σε ηλεκτρικούς στύλους. Διαφορετικοί πάροχοι έχουν τις δικές τους προδιαγραφές για τον μετασχηματιστή ανάλογα μονή φάση ή τριφασικό.

Ακολουθεί πίνακας για τις προδιαγραφές PMT τριών διαφορετικών κατασκευαστών:

HitachiΜονοφασικό έως 167 kVA
Τριφασικό έως 315 kVA
Πρωτεύουσα τάση έως 36 kV
Δευτερεύουσες τάσεις έως 480 V
Διαθέσιμα υγρά: ορυκτέλαια και υγρά εστέρα
ΧάνφορντΔευτερεύον Έως και 63 kVA
Πρωτεύον 100 kVA και άνω
DaelimΑπώλεια χωρίς φορτίο: 270W
Απώλεια φορτίου 120ºC: 990W
Ρεύμα χωρίς φορτίο: 1.9%
Μεγέθη μετασχηματιστή τοποθετημένου σε στύλο (LXWXH): 970×880×1015
Μέγεθος εγκατάστασης (mm): 500×820

Διαβάστε επίσης: