Cum se limitează un transformator de izolare monofazat la curentul de scurtcircuit pentru a proteja siguranța sistemului?

Defecțiunea de scurtcircuit este unul dintre cele mai frecvente tipuri de erori în sistemele de alimentare. Otunci când izolarea echipamentelor electrice este deteriorată sau misoperarea personalului face ca conductoarele de diferite potențiale să fie conectate direct, se va forma o buclă de scurtcircuit. În acest moment, curentul va ocoli sarcina și fluxul direct prin bucla de scurtcircuit, ceea ce face ca curentul să crească brusc, depășind cu mult curentul nominal al echipamentului. Curentul de scurtcircuit nu va provoca numai daune fizice, cum ar fi supraîncălzirea și arderea echipamentelor, dar poate provoca, de asemenea, accidente de siguranță, cum ar fi incendiul și explozia din cauza descărcării de arc și stropirea scântei.

Pentru a face față defecțiunilor de scurtcircuit, sistemul de alimentare trebuie să ia o serie de măsuri de protecție. Printre ele, limitarea curentului de scurtcircuit este o legătură cheie în reducerea vătămării defecțiunilor. Prin creșterea impedanței sistemului, rata de creștere a curentului de scurtcircuit poate fi încetinită în mod eficient, valoarea maximă poate fi redusă și, astfel, daunele aduse echipamentelor și sistemelor pot fi reduse.

A Transformator de izolare monofazat este un dispozitiv electric cu funcții de izolare electrică și de conversie a tensiunii. În sistemele de energie, este de obicei utilizat pentru a converti energia electrică a unui nivel de tensiune în energie electrică a unui alt nivel de tensiune, obținând în același timp izolarea electrică pentru a asigura siguranța echipamentelor și a personalului. Cu toate acestea, funcțiile unui transformator de izolare monofazat sunt mult mai mult decât atât. Prin reglarea raportului de rotații a înfășurării sale primare și a înfășurării secundare, transformatorul de izolare monofazat poate obține, de asemenea, transformarea impedanței, adică să schimbe relația dintre impedanța de intrare și impedanța de ieșire.

Când apare o defecțiune de scurtcircuit, transformatorul de izolare monofazat poate crește impedanța totală a sistemului prin funcția de transformare a impedanței sale. Când curentul de scurtcircuit curge prin transformator, datorită creșterii impedanței, curentul va fi împiedicat, rata de creștere a acestuia va încetini, iar valoarea maximă va fi, de asemenea, redusă. În acest fel, gradul de deteriorare a echipamentelor și sistemului cauzat de curentul de scurtcircuit va fi redus semnificativ.

Mecanismul de limitare a curentului de scurtcircuit prin transformatorul de izolare monofazat se bazează în principal pe funcția sa de transformare a impedanței. În sistemul de putere, impedanța transformatorului este compusă în principal din inductanța, capacitatea și rezistența sa și alte componente. Când apare o defecțiune de scurtcircuit, aceste componente vor acționa împreună pe curentul de scurtcircuit pentru a forma o anumită obstrucție.

Elementul de inductanță al transformatorului de izolare monofazat are un efect de obstrucție semnificativ asupra curentului de scurtcircuit. În momentul scurtcircuitului, elementul de inductanță va genera forță electromotivă indusă de sine, încercând să prevină schimbarea rapidă a curentului. Această obstrucție este proporțională cu valoarea inductanței. Cu cât inductanța este mai mare, cu atât este mai puternică obstrucția. Prin urmare, prin creșterea valorii de inductanță a transformatorului, amploarea curentului de scurtcircuit poate fi limitată în continuare.

Elementele de capacitate și rezistență ale transformatorului de izolare monofazat au, de asemenea, un anumit efect de împiedicare asupra curentului de scurtcircuit. Elementul de capacitate va absorbi o parte din energia electrică în momentul scurtcircuitului și va încetini rata de creștere a curentului; în timp ce elementul de rezistență va reduce valoarea maximă a curentului consumând energie electrică. Efectul combinat al acestor elemente face ca transformatorul de izolare monofazat să funcționeze bine în limitarea curentului de scurtcircuit.

Transformatoarele de izolare monofazate sunt utilizate pe scară largă în sistemele de alimentare, nu numai în limitarea curentului de scurtcircuit. Cu toate acestea, în ceea ce privește protecția defecțiunilor de scurtcircuit, funcția sa unică de transformare a impedanței îi oferă un avantaj semnificativ.

Transformatoarele de izolare monofazată reduc în mod eficient magnitudinea curentului de scurtcircuit prin creșterea impedanței sistemului, reducând astfel gradul de deteriorare a echipamentelor și sistemelor cauzate de defecțiuni. Acest lucru ajută la extinderea duratei de viață a echipamentelor, la reducerea costurilor de întreținere și la îmbunătățirea fiabilității sistemului.

Transformatoarele de izolare monofazată au funcții de izolare electrică, care pot asigura că defecțiunile nu se răspândesc la întregul sistem. Când apare o defecțiune de scurtcircuit, transformatorul limitează curentul de defecțiune la un interval local, împiedicându-l să se răspândească la alte echipamente și piese de sistem, reducând astfel impactul defectului asupra întregului sistem.

Transformatorul de izolare monofazat are, de asemenea, avantajele structurii simple, dimensiunilor mici și greutății ușoare, ceea ce face ușor instalarea și întreținerea în sistemul de alimentare și reduce complexitatea și costul sistemului.