O que é tensão de impedância
A tensão de impedância é um parâmetro elétrico importante em sistemas de potência, especialmente no projeto e operação de transformadores. Reflete a queda de tensão na impedância interna do transformador na corrente nominal, geralmente expressa como uma porcentagem. Este artigo apresentará detalhadamente a definição, método de cálculo, fatores de influência e aplicações práticas da tensão de impedância.
1. Definição de tensão de impedância
A tensão de impedância refere-se ao valor da tensão aplicada ao enrolamento primário para passar a corrente nominal quando o enrolamento secundário do transformador está em curto-circuito. Geralmente é expresso como uma porcentagem da tensão nominal e é calculado da seguinte forma:
| parâmetros | fórmula | Descrição |
|---|---|---|
| Porcentagem de tensão de impedância | Z% = (vocêk/vocên) × 100% | Vocêké a tensão de curto-circuito, Uné a tensão nominal |
2. Composição da tensão de impedância
A tensão de impedância consiste principalmente nas duas partes a seguir:
| componentes | Descrição | Fatores de influência |
|---|---|---|
| Queda de tensão no resistor | Queda de tensão devido à resistência do enrolamento | Material do condutor, área da seção transversal, temperatura |
| Queda de tensão de reatância | Queda de tensão causada por fluxo de fuga | Estrutura sinuosa, design central |
3. Método de medição de tensão de impedância
A tensão de impedância geralmente é medida através de um teste de curto-circuito. As etapas específicas são as seguintes:
| etapas | Operação | Coisas a serem observadas |
|---|---|---|
| 1 | Curto-circuito no enrolamento secundário | Certifique-se de que a conexão de curto-circuito seja confiável |
| 2 | Aplicando tensão ao enrolamento primário | Comece do zero e aumente lentamente |
| 3 | Registre o valor da tensão na corrente nominal | Use instrumentos de medição precisos |
4. O significado prático da tensão de impedância
A tensão de impedância desempenha um papel importante em muitos aspectos nos sistemas de energia:
| Áreas de aplicação | função | Faixa de valores típica |
|---|---|---|
| Cálculo de curto-circuito do sistema | Determine o tamanho da corrente de curto-circuito | 4%-15% |
| regulação de tensão | Afeta flutuações de tensão quando a carga muda | Selecione de acordo com as características da carga |
| Operação paralela | Garanta a distribuição adequada de carga entre os transformadores | A diferença de tensão de impedância deve ser inferior a 10% |
5. Fatores que afetam a tensão de impedância
O valor da tensão de impedância é afetado por muitos fatores, incluindo:
| Fatores de influência | Direção de influência | Descrição |
|---|---|---|
| Estrutura sinuosa | aumentar | Quanto maior o espaçamento entre os enrolamentos, maior será a reatância de dispersão. |
| Material principal | reduzir | Materiais de alta permeabilidade magnética podem reduzir o vazamento magnético |
| Frequência de trabalho | aumentar | Quanto maior a frequência, maior o componente de reatância |
6. Valor típico da tensão de impedância
Os valores típicos de tensão de impedância para diferentes tipos de transformadores são os seguintes:
| Tipo de transformador | Faixa de tensão de impedância (%) | Recursos do aplicativo |
|---|---|---|
| Transformador de distribuição | 4-6 | Preste atenção à estabilidade da tensão |
| transformador de potência | 8-15 | Considere a limitação de corrente de curto-circuito |
| Transformador retificador | 6-10 | Requisitos característicos de retificação balanceada |
7. Princípios de seleção de tensão de impedância
Na engenharia real, a seleção da tensão de impedância precisa considerar os seguintes princípios:
1.Requisitos de capacidade de curto-circuito do sistema: Quanto maior a tensão de impedância, menor será a corrente de curto-circuito, mas a taxa de regulação de tensão piorará.
2.Características de carga: Para cargas de impacto, a tensão de impedância precisa ser aumentada adequadamente para limitar as alterações de corrente.
3.Requisitos de operação paralela: As tensões de impedância dos transformadores operando em paralelo devem ser as mais próximas possíveis e a diferença geralmente não ultrapassa 10%.
4.considerações económicas: Transformadores de alta impedância são geralmente maiores e mais caros.
8. Últimos progressos de pesquisa sobre tensão de impedância
Nos últimos anos, com o desenvolvimento da tecnologia de eletrônica de potência, a pesquisa sobre tensão de impedância também fez alguns novos progressos:
1.Tecnologia de transformador inteligente: Realize a otimização dinâmica da tensão de impedância por meio de monitoramento e ajuste em tempo real.
2.Novas aplicações de materiais: Espera-se que a aplicação de materiais supercondutores de alta temperatura reduza significativamente a impedância do transformador.
3.tecnologia de gêmeo digital: Otimize o projeto de tensão de impedância estabelecendo um modelo digital preciso do transformador.
A tensão de impedância é um parâmetro importante do transformador, e sua seleção razoável e design otimizado são de grande importância para a operação segura e estável do sistema de energia. À medida que o sistema de energia se desenvolve em direção à inteligência e à eficiência, a pesquisa e a aplicação da tensão de impedância continuarão a se aprofundar.
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