In che modo un trasformatore di isolamento monofase limita la corrente di cortocircuito per proteggere la sicurezza del sistema?

Il guasto a corto circuito è uno dei tipi di guasto più comuni nei sistemi di alimentazione. Quando l'isolamento delle apparecchiature elettriche è danneggiato o la misone operativa del personale fa sì che i conduttori di potenziali diversi siano collegati direttamente, si formeranno un ciclo di cortocircuito. In questo momento, la corrente bypasserà il carico e il flusso direttamente attraverso il circuito di corto circuito, facendo aumentare bruscamente la corrente, superando di gran lunga la corrente nominale dell'apparecchiatura. La corrente di corto circuito non solo causerà danni fisici come il surriscaldamento e la combustione delle attrezzature, ma può anche causare incidenti di sicurezza come incendio e esplosione a causa della scarica di arco e degli schizzi di scintilla.

Per gestire guasti di corto circuito, il sistema di alimentazione deve adottare una serie di misure di protezione. Tra questi, limitare la corrente di corto circuito è un collegamento chiave per ridurre il danno dei guasti. UNumentando l'impedenza del sistema, il tasso di crescita della corrente di corto circuito può essere effettivamente rallentato, il suo valore di picco può essere ridotto e quindi il danno alle apparecchiature e ai sistemi può essere ridotto.

A trasformatore di isolamento monofase è un dispositivo elettrico con funzioni di conversione di isolamento elettrico e tensione. Nei sistemi di alimentazione, viene solitamente utilizzato per convertire l'energia elettrica di un livello di tensione in energia elettrica di un altro livello di tensione, ottenendo al contempo l'isolamento elettrico per garantire la sicurezza delle apparecchiature e del personale. Tuttavia, le funzioni di un trasformatore di isolamento monofase sono molto più di questo. Regolando il rapporto di svolta del suo avvolgimento primario e dell'avvolgimento secondario, il trasformatore di isolamento monofase può anche raggiungere la trasformazione dell'impedenza, cioè cambiare la relazione tra impedenza input e impedenza dell'uscita.

Quando si verifica un guasto a corto circuito, il trasformatore di isolamento monofase può aumentare l'impedenza totale del sistema attraverso la sua funzione di trasformazione dell'impedenza. Quando la corrente di corto circuito scorre attraverso il trasformatore, a causa dell'aumento dell'impedenza, la corrente verrà ostacolata, il suo tasso di crescita rallenterà e anche il valore di picco verrà ridotto. In questo modo, il grado di danno all'apparecchiatura e al sistema causato dalla corrente di corto circuito sarà significativamente ridotto.

Il meccanismo di limitazione della corrente di cortocircuito da parte del trasformatore di isolamento monofase si basa principalmente sulla sua funzione di trasformazione dell'impedenza. Nel sistema di alimentazione, l'impedenza del trasformatore è composta principalmente dalla sua induttanza, capacità e resistenza e altri componenti. Quando si verifica un guasto a corto circuito, questi componenti agiranno insieme sulla corrente di corto circuito per formare un certo ostruzione.

L'elemento di induttanza del trasformatore di isolamento monofase ha un significativo effetto di ostruzione sulla corrente di corto circuito. Al momento del corto circuito, l'elemento di induttanza genererà una forza elettromotrice autoindotta, cercando di prevenire il rapido cambiamento di corrente. Questa ostruzione è proporzionale al valore dell'induttanza. Maggiore è l'induttanza, più forte è l'ostruzione. Pertanto, aumentando il valore di induttanza del trasformatore, l'entità della corrente di corto circuito può essere ulteriormente limitata.

Gli elementi di capacità e resistenza del trasformatore di isolamento monofase hanno anche un certo effetto ostacolo sulla corrente di corto circuito. L'elemento di capacità assorbirà parte dell'energia elettrica al momento del corto circuito e rallenterà il tasso di crescita della corrente; mentre l'elemento di resistenza ridurrà il valore di picco della corrente consumando energia elettrica. L'effetto combinato di questi elementi fa funzionare bene il trasformatore di isolamento monofase nel limitare la corrente di cortocircuito.

I trasformatori di isolamento monofase sono ampiamente utilizzati nei sistemi di alimentazione, non solo per limitare la corrente di cortocircuito. Tuttavia, in termini di protezione dei guasti del corto circuito, la sua unica funzione di trasformazione dell'impedenza gli conferisce un vantaggio significativo.

I trasformatori di isolamento monofase riducono efficacemente l'entità della corrente di corto circuito aumentando l'impedenza del sistema, riducendo così il grado di danno alle apparecchiature e ai sistemi causati da guasti. Ciò aiuta ad estendere la durata delle attrezzature, a ridurre i costi di manutenzione e migliorare l'affidabilità del sistema.

I trasformatori di isolamento monofase hanno funzioni di isolamento elettrico, il che può garantire che i guasti non si diffondano all'intero sistema. Quando si verifica un guasto a corto circuito, il trasformatore limita la corrente di guasto a un intervallo locale, impedendo che si diffonda ad altre apparecchiature e parti del sistema, riducendo così l'impatto dell'errore sull'intero sistema.

Il trasformatore di isolamento monofase presenta anche i vantaggi della struttura semplice, delle dimensioni ridotte e del peso leggero, il che rende facile l'installazione e la manutenzione nel sistema di alimentazione e riduce la complessità e il costo del sistema.