Opis
Istota tej różnicy leży w poziomie izolacji punktu neutralnego transformatora.
I. Transformator w pełni izolowany
1. Definicja
Transformator w pełni izolowany, nazywany także „transformatorem-nieskalowanym” to taki, w którym punkt zerowy uzwojenia i zaciski linii mają ten sam poziom izolacji. Innymi słowy, punkt neutralny i zaciski linii-trójfazowej (fazy A, B i C) są zaprojektowane tak, aby wytrzymywały ten sam poziom napięcia udarowego pioruna i napięcia wytrzymywanego o częstotliwości sieciowej.
2. Kluczowe funkcje
Jednolity poziom izolacji: Wytrzymałość izolacji jest taka sama niezależnie od tego, czy znajduje się na początku uzwojenia (zaciski linii), czy na końcu (punkt neutralny).
Elastyczna obsługa punktu neutralnego: Punkt neutralny może być bezpośrednio uziemiony, uziemiony przez cewkę Petersena lub nawet pozostawiony bez uziemienia. Jego izolacja jest na tyle mocna, że nawet jeśli punkt neutralny nie jest uziemiony, zwarcie jedno-fazowe nie zagrozi izolacji pomimo wzrostu potencjału punktu neutralnego.
Ochrona przeciwprzepięciowa: Opiera się głównie na ogranicznikach, aby ograniczyć przychodzące przepięcia piorunowe.
3. Główne scenariusze zastosowań
Główne zastosowanie dotyczy poziomów napięcia 110 kV i niższych.
Jest powszechnie stosowany w systemach, w których punkt neutralny jest albo nieuziemiony, albo uziemiony przez cewkę Petersena (tj. systemy uziemione o niskim-prądzie), co jest bardzo powszechne w sieciach dystrybucyjnych 10 kV–35 kV i może poprawić niezawodność zasilania.
II. Transformatory częściowo izolowane (transformatory ze stopniowaną izolacją)
1. Definicja
Transformator częściowo izolowany, formalnie nazywany „transformatorem ze stopniowaną izolacją”, to taki, w którym poziom izolacji punktu neutralnego uzwojenia jest znacznie niższy niż zacisków linii. Poziomy izolacji zmniejszają się krok po kroku od zacisków linii do punktu neutralnego.
2. Kluczowe funkcje
- Nierówny poziom izolacji: poziom izolacji jest najwyższy na zaciskach linii, a najniższy w punkcie neutralnym. Na przykład w transformatorze 500 kV poziom izolacji w punkcie neutralnym może być równoważny poziomowi transformatora 110 kV lub 66 kV.
- Punkt neutralny musi być bezpośrednio uziemiony: jest to jego najważniejszy wymóg operacyjny. Ponieważ punkt neutralny ma słabszą izolację, jeśli nie zostanie bezpiecznie uziemiony podczas pracy, w przypadku awarii systemu lub uderzenia pioruna w punkcie neutralnym może wytworzyć się wysokie napięcie, łatwo niszcząc jego delikatną izolację i powodując uszkodzenie transformatora.
- Wysoka efektywność ekonomiczna: to jest główny cel stosowania izolacji stopniowanej. Obniżając poziom izolacji w punkcie neutralnym, można znacznie zmniejszyć wymiary transformatora, zmniejszyć jego wagę i zminimalizować zużycie materiałów (zwłaszcza materiałów izolacyjnych), co obniża koszty. W zastosowaniach ultra-wysokiego i bardzo-wysokiego napięcia ta korzyść ekonomiczna jest bardzo znacząca.
3. Główne zastosowania
- Powszechnie stosowane w systemach zasilania ultra-wysokiego i bardzo-wysokiego napięcia o napięciu 110 kV (zwłaszcza 220 kV) i wyższym.
- Można go używać tylko w systemach-z uziemieniem wysokoprądowym, w których punkt neutralny jest bezpośrednio uziemiony.
Przegląd
- Nie należy mylić: w żadnym wypadku punkt neutralny transformatora z izolacją klasową- nie powinien być nieuziemiony ani uziemiony przez cewkę tłumiącą łuk. Jest to niezwykle niebezpieczne i może bezpośrednio prowadzić do uszkodzenia izolacji i uszkodzenia transformatora.
- Podstawa wyboru: Użytkownik nie decyduje arbitralnie o wyborze typu transformatora; jest to określane na podstawie projektów-na poziomie systemu, takich jak poziom napięcia w sieci energetycznej i metoda uziemienia punktu neutralnego. Zazwyczaj w pełni-izolowane transformatory stosuje się w systemach dystrybucji niskiego-napięcia, natomiast transformatory-klasowo izolowane stosuje się w systemach przesyłowych wysokiego-napięcia.
- Czynności konserwacyjne: Podczas oddawania do użytku, kontroli lub konserwacji transformatora ważne jest, aby mieć jasność co do struktury izolacji transformatora, w szczególności poziomu izolacji punktu neutralnego, aby zapewnić bezpieczeństwo pracy.
