Hvordan begrenser en enkeltfaseisolasjonstransformator kortslutningsstrøm for å beskytte systemsikkerheten?

Kortslutningsfeil er en av de vanligste feiltypene i kraftsystemer. Når isolasjonen av elektrisk utstyr er skadet eller personell misoperasjon fører til at ledere av forskjellige potensialer blir direkte tilkoblet, vil en kortslutningssløyfe bli dannet. På dette tidspunktet vil strømmen omgå belastningen og flyte direkte gjennom kortslutningssløyfen, noe som får strømmen til å øke kraftig, og overskrider den nominelle strømmen til utstyret. Kortslutningsstrøm vil ikke bare forårsake fysiske skader som overoppheting og forbrenning av utstyr, men kan også forårsake sikkerhetsulykker som brann og eksplosjon på grunn av lysbue og gnist sprut.

For å håndtere kortslutningsfeil, må kraftsystemet ta en serie beskyttelsestiltak. Blant dem er begrensning av kortslutningsstrøm en nøkkelkobling for å redusere skadens skade. Ved å øke systemimpedansen, kan veksthastigheten for kortslutningsstrøm effektivt reduseres, toppverdien kan reduseres, og dermed kan skaden på utstyr og systemer reduseres.

EN Enfaseisolasjonstransformator er en elektrisk enhet med elektrisk isolasjon og spenningskonverteringsfunksjoner. I kraftsystemer brukes det vanligvis til å konvertere elektrisk energi på ett spenningsnivå til elektrisk energi til et annet spenningsnivå, samtidig som det oppnår elektrisk isolasjon for å sikre sikkerheten til utstyr og personell. Funksjonene til en enkeltfaseisolasjonstransformator er imidlertid langt mer enn det. Ved å justere svingforholdet for sin primære vikling og sekundær vikling, kan enkeltfaseisolasjonstransformatoren også oppnå impedansetransformasjon, det vil si endre forholdet mellom inngangsimpedans og utgangsimpedans.

Når en kortslutningsfeil oppstår, kan enkeltfaseisolasjonstransformatoren øke den totale impedansen til systemet gjennom dens impedansetransformasjonsfunksjon. Når kortslutningsstrømmen strømmer gjennom transformatoren, på grunn av økningen i impedans, vil strømmen bli hindret, vekstraten vil avta, og toppverdien vil også bli redusert. På denne måten vil graden av skade på utstyret og systemet forårsaket av kortslutningsstrømmen bli betydelig redusert.

Mekanismen for å begrense kortslutningsstrøm med enfaseisolasjonstransformator er hovedsakelig basert på dens impedansetransformasjonsfunksjon. I kraftsystemet er transformatorens impedans hovedsakelig sammensatt av dens induktans, kapasitans og motstand og andre komponenter. Når en kortslutningsfeil oppstår, vil disse komponentene opptre sammen på kortslutningsstrømmen for å danne en viss hindring.

Induktanselementet i enkeltfaseisolasjonstransformatoren har en betydelig hindringseffekt på kortslutningsstrømmen. I øyeblikket av kortslutning vil induktanselementet generere selvindusert elektromotorisk kraft, og prøve å forhindre rask strømforandring. Denne hindringen er proporsjonal med verdien av induktansen. Jo større induktans, jo sterkere hindring. Ved å øke induktansverdien til transformatoren, kan derfor størrelsen på kortslutningsstrømmen være ytterligere begrenset.

Kapasitans- og motstandselementene i enkeltfaseisolasjonstransformatoren har også en viss hindrende effekt på kortslutningsstrømmen. Kapasitanselementet vil absorbere en del av den elektriske energien i øyeblikket av kortslutning og bremse veksthastigheten til strømmen; mens motstandselementet vil redusere toppverdien til strømmen ved å konsumere elektrisk energi. Den kombinerte effekten av disse elementene gjør at enkeltfaseisolasjonstransformatoren fungerer godt for å begrense kortslutningsstrømmen.

Enfaseisolasjonstransformatorer er mye brukt i kraftsystemer, ikke bare for å begrense kortslutningsstrøm. Imidlertid, når det gjelder kortslutningsbeskyttelse, gir den unike impedansetransformasjonsfunksjonen den en betydelig fordel.

Enfaseisolasjonstransformatorer reduserer effektivt størrelsen på kortslutningsstrøm ved å øke systemimpedansen, og reduserer dermed graden av skade på utstyr og systemer forårsaket av feil. Dette hjelper til med å forlenge levetiden til utstyr, redusere vedlikeholdskostnader og forbedre systemets pålitelighet.

Enfaseisolasjonstransformatorer har elektriske isolasjonsfunksjoner, noe som kan sikre at feil ikke sprer seg til hele systemet. Når en kortslutningsfeil oppstår, begrenser transformatoren feilstrømmen til et lokalt område, og forhindrer at den sprer seg til annet utstyr og systemdeler, og reduserer dermed effekten av feilen på hele systemet.

Enfaseisolasjonstransformator