Трансформатори вже більше 100 років активно використовуються в енергетеці та електрониці. Силові трансформатори є основними активними елементами на електричних підстанціях будь якого рівня напруги. На підстанціях застосовуються в основному дво- і триобмотковий трансформатори. Такі силові трансформатори выпускають сотні заводів по всьому світі. Але коли мова заходить про багатообмоткові силові трансформатори з фазозсувними вторинними обмотками, то кількість виробників зменшується лише до декількох десятків виробників, здебільшого з КНР.

Така мала кількість виробників багатообмоткових фазозсувних трансформаторів викликана не тільки невеликим попитом, а ще й складністю конструкції і технологічних процесів виробництва. Суть у тому, що у таких трансформаторів вторинна обмотка розщеплена і складається із ізольованих катушок, кількість яких залежиь від кількості під'єднаних силових блоків. Складність можна оцінити навіть по схемах обмоток трансформаторів, наприклад, 3-обмоткового та багатообмоткового (1 первинна обмотка + 16 вторинних обмоток).

  Багатообмотковий трансформатор є ключовим компонентом у складі багаторівневих інверторів напруги по схемі з каскадним з’єднання силових блоків.

Трансформатор в ПЧ виконує наступні функції:

• здійснює перетворювання трифазної мережевої високої напруги промислової частоти в трифазну напругу низкої напруги (до 1000 В) для живлення кожного силового блока.
• забезпечує гальванічну розв’язку енергомережі й силових блоків перетворювача;
• за рахунок зсуву фаз вторинних обмоток высоку якість споживаної з мережі електроенергії:

• коефіцієнти несинусоїдальності струму та напруги ≤ 5%;

• коефіцієнт потужності вище 0,95.

Виконуючи перші кроки в розробці і виробництві перетворювачів частоти, ми, як і багато виробників середньовольтових перетворювачів, купували трансформатори у інших виробників. Водночас ми приділяли особливу увагу формуванню технічного завдання на поставку трансформаторів, скрупульозно ставилися до кожного пункту. Але як би детально не прораховували параметри, як би не довіряли постачальнику, в будь-якому випадку робили запас по струму і потужності. І не дарма! Адже на практиці не одноразово стикалися з перегрівом трансформаторів при номінальному навантаженні. Також доводилося боротися з поганою якістю пайки виводів вторинних обмоток, що іноді призводило до виходу з ладу трансформаторів без можливості відновлення.

У підсумку ми зрозуміли, що оптимальне і надійне рішення за ціною, якістю і габаритним розмірам ПЧ можна досягти тільки при повному циклі виробництва, зокрема силовий трансформатор. Завляки повним переходом на застосування трансформаторів власного виробництва вилучені випадків виходу з ладу трансформаторів з причин неякісної пайки, або перегріву. І ось чому.

Повний цикл розробки Трiол АТ27 містить розрахунок параметрів трансформатора і силових блоків, математичне моделювання вузлів і АТ27 в цілому, міцнісні й теплові розрахунки. Розробка і власне виробництво трансформаторів надає можливість враховувати всі особливості силової частини ПЧ від пульсації напруги на конденсаторах ланки постійного струму до напруги короткого замикання трансформатора. Точне визначення і контроль параметрів силової частини АТ27 дозволяє оптимізувати матеріаломісткість ПЧ в цілому, в тому числі і потужність трансформатора.

В результаті споживач впевнений в надійності вироба і не переплачує за надлишкову потужність силового трансформатора. Але ж його вартість знаходиться в межах від 25% до 40% від вартості всього перетворювача частоти.

Наприклад:

Більшість виробників використовують серійні трансформатори, в той час як Тріол пропонує трансформатори, оптимізовані за потужністю з забезпеченням ККД більше 98% (для виконань трансформаторів, як із алюмінієвими, так и з мідними обмотками).

Порівняння потужностей трансформаторів в середньовольтових ПЧ:

Як можна бачити з таблиці порівняння потужностей трансформаторів, трансформатори Тріол дозволяють знизити матеріалоємність на 8%-10% відносно серійних виробів.

Характеристики трансформаторів ТРІОЛ ТРСД

• номінальна потужність до 10 МВА; • номінальна напруга от 3 до 11 кВ • номінальна частота 50/60 Гц, • ККД вище 98% для потужностей до 4 МВА, та вище 98,8% для потужностей понад 4 МВА; • струм холостого ходу не більше 1% для потужностей до 4 МВА и не більше 0,3% для потужностей понад 4 МВА; • напруга короткого замикання від 5 до 13% в залежності від призначення; • клас теплостійкості ізоляції Н (180 °С) при розрахунковому номінальному режимі 155 °С; • обмотки із алюмінієвого або мідного провідника з еквівалентними втратами і температурою; • наявність 4-х відпайок на первинній обмотці -10%, -5%, 0, +5%; • кількість вторинних обмоток обмежується тільки габаритними розмірами трансформатора; • вихідна напруга з будь-якими значеннями кутів зсуву фаз між обмотками.

Наші трансформатори забезпечені також обмоткою власних потреб номінальною напругою 0,4 кВ. Від обмотки власних потреб живляться вентилятори системи охолодження АТ27 після подачі високої напруги, тим самим мінімізуючи навантаження на зовнішнє джерело живлення власних потреб АТ27.

Також дана обмотка дозволяє виконувати попередній заряд конденсаторів в ланці постійного струму силових блоків перед подачею на трансформатор високої напруги. Це мінімізує зарядні струми і знижує навантаження на мережу під час пуску силового трансформатора.

І ще один плюс, який містить обмотка власних потреб – можливість виконати повну діагностику силових блоків без подачі високої напруги на ПЧ. Але цю особливість ПЧ АТ27 ми детальніше розглянемо в статті №5 з нашого циклу статей «14 причин, за яких Ви можете вважати Тріол АТ27 найкращим середньовольтовим перетворювачем частоти у світі».

Отже, підіб'ємо підсумок і виділимо особливості багатообмоточних трансформаторів ТРСД зі складу перетворювачів частоти АТ27:

1. Зниження втрат холостого ходу трансформатора у 3 рази порівняно з аналогічними трансформаторами зарахунок застосування осердя, виготовленого за технологією Unicore.

2. Зниження витрат повітря для охолодження зарахунок оптимального розподілення повітряних потоків крізь трансформатор.

3. Оптимальне поєднання ціни та потужності трансформатора.

4. Підвищений ресурс трансформатора - як результат застосування високого класу ізоляції (клас Н при температурі 180 °С) і відмова від підпірних вентиляторів охолодження.

5. Висока адаптація до напруги у мережі за рахунок наявності 4-х відпайок на первинній обмотці трансформатора.

6. Отримання швидких консультацій безпосередньо від виробника трансформатора під час проведення обслуговування або ремонту трансформатора. Більш докладно про средневольтних перетворювачах частоти Тріол АТ27 Ви можете дізнатися з каталогу.

   У наступній статті Ви зможете ознайомитися з рішенням по виконанню швидкого запуску АТ27 за допомогою смартфона!

Не пропустіть свої елегантні рішення!

• check_circle_outline Новини про продукти
• check_circle_outline Події
• check_circle_outline Знижки

• 
• 

Підпишіться

Більше новин

Improving communication effectiveness in the company and beyond through Triol training programs!

14 / 12 / 2023 4171 Переглядiв

Experience the SPS 2023 in Nuremberg through the Triol spotlight – capturing key moments, innovations, and highlights from our participation!

27 / 11 / 2023 5381 Переглядiв

The first generation of trained and certified for E-Cabinet service and commissioning engineers has been released!

20 / 11 / 2023 4088 Переглядiв