Vodnik po srednjenapetostnih transformatorjih

 

 

Srednjenapetostni transformatorji so temeljni sestavni deli sodobne električne infrastrukture. Medtem kovisokonapetostni transformatorjise uporabljajo predvsem za prenos velike količine električne energije na velike razdalje-povečanje izhodne moči generatorja za zmanjšanje izgub v liniji-srednjenapetostni transformatorji delujejo v distribucijskem omrežju in pretvarjajo električno energijo iz ene napetostne ravni v drugo v srednjem območju. To omogoča varno in učinkovito dostavo energije v industrijskih, komercialnih in komunalnih sistemih. Razumevanje značilnosti, tipov in izbirnih meril srednjenapetostnih transformatorjev je zato bistvenega pomena za inženirje, upravljavce objektov in strokovnjake za nabavo, ki sodelujejo pri načrtovanju in vzdrževanju električnih sistemov.

 

 

1.1 Opredelitev

Srednjenapetostni transformator je električna naprava, ki pretvarja električno energijo med srednjimi napetostnimi nivoji-običajno vhodno distribucijsko napetost-in nižjimi napetostmi, primernimi za-končne aplikacije. V praksi srednjenapetostni transformator prejema moč pri napetostih v razponu od približno2,4 kV do 69 kVin ga zniža na napetosti uporabe, kot je 480 V, 208 V ali druge ravni, ki jih zahteva obremenitev.

Natančne napetostne meje se nekoliko razlikujejo glede na standard, ki ga upoštevate. Po podatkih ANSI (American National Standards Institute) lahko srednjenapetostni transformatorji prenesejo napetosti iz2,4 kV do 69 kV. IEEE opredeljuje srednjenapetostne sisteme v Združenih državah kot običajno v razponu od5 kV do 35 kVza večino distribucijskih aplikacij z opremo, ki je običajno ocenjena na 5 kV ali 15 kV. V Evropi standard EN 50588-1 opredeljuje srednje močne transformatorje kot tiste z najvišjo napetostjo za opremo, ki je večja od 1,1 kV, vendar ne presega 36 kV.

 

1.2 Vloga v sistemu distribucije električne energije

Da bi razumeli, kam ustrezajo srednjenapetostni transformatorji, pomaga slikati širšo hierarhijo distribucije električne energije:

Generacija → Prenos:Elektrarne proizvajajo električno energijo pri razmeroma nizkih napetostih, ki se nato povečajo na visoke ali ekstra{0}}visoke napetosti (115 kV do 765 kV) za učinkovit-prenos na dolge razdalje.

Prenos → Distribucija:V transformatorskih postajah se visoke napetosti znižajo na srednje napetosti (običajno 5 kV do 35 kV) za distribucijo prek primarnih napajalnikov.

Distribucija → Stranka:Srednjenapetostni transformatorji zagotavljajo končno transformacijo napetosti, s čimer znižajo distribucijsko napetost na ravni izkoriščenosti (npr. 480 V, 240 V, 120 V) za končne -uporabnike.

V mnogih primerih podjetje napaja objekt s srednjo napetostjo, objekt pa ima v lasti in upravlja svoj srednjenapetostni transformator za znižanje na nizko napetost. Ta ureditev omogoča objektu, da izkoristi nižje stroške energije, povezane s srednjenapetostnimi storitvami, in daje lastniku večji nadzor nad kakovostjo električne energije.

1.3 Ključni standardi in skladnost

Srednjenapetostni transformatorji so izdelani v skladu z različnimi industrijskimi standardi, predvsem iz IEEE in IEC. V Združenih državah so značilnosti in funkcionalnost večine distribucijskih transformatorjev podStandard IEEE C57.12.00(Standardne splošne zahteve za tekočinske-potopljene distribucijske, močnostne in regulacijske transformatorje). Vendar pa številni drugi standardi veljajo za posebne vrste transformatorjev in aplikacije:

• IEEE C57.12.01:Standardne splošne zahteve za suhe-distribucijske in močnostne transformatorje
• IEEE C57.12.34:Zahteve za-vgrajene,-predelne, samo-hlajene, tri-fazne razdelilne transformatorje
• IEEE C57.12.28/29:Celovitost o-ohišja opreme
• IEC 60076:Serija mednarodnih standardov za močnostne transformatorje, vključno s transformatorji srednje moči
• NEMA TP-1:Priročnik za določanje energetske učinkovitosti za distribucijske transformatorje
• DOE 10 CFR del 431:Standardi ameriškega ministrstva za energetsko učinkovitost za distribucijske transformatorje

Za namestitve v Združenih državah je skladnost zNacionalni električni kodeks (NFPA 70)je tudi obvezno. V Kanadi jeKanadski električni kodeks (CEC)velja.

 

 

 

Vsi srednjenapetostni transformatorji niso enaki. Izbira vrste transformatorja močno vpliva na stroške, varnost, zahteve glede namestitve in dolgoročno-zanesljivost.

 

2.1 Tekočina-potopljena v primerjavi s suho-vrsto

To je najbolj temeljna razlika med srednjenapetostnimi transformatorji.

Kompromis-med tema dvema družinama je velik:

Atribut	Tekočina-Potopljena	Suha-vrsta
Nevarnost požara	Vi-zahteva požarno zaščito za notranjo uporabo	Nizek-primeren za namestitev v zaprtih prostorih
Učinkovitost hlajenja	Odlično (olje dobro prevaja toploto)	Zmerno (odvisno od kroženja zraka)
Vzdrževanje	Potrebno je redno testiranje olja in filtracija	Nizko vzdrževanje
Pričakovana življenjska doba	Tipično 30–40 let	Tipično 20–30 let
Tipične aplikacije	Zunanje transformatorske postaje, distribucija električne energije	Notranje instalacije, poslovni objekti
Začetni stroški	Na splošno nižje za isto oceno	Na splošno višje za isto oceno
Tveganje za okolje	Puščanje olja lahko onesnaži zemljo	Brez tekočine, brez nevarnosti razlitja

 

2.2 Transformatorji transformatorskih postaj

2.3 Transformatorji, nameščeni-na ploščice

2.4 Transformatorji, nameščeni-na pol

2.5 Transformatorji iz lite smole

 

 

 

Fizična konstrukcija jedra transformatorja določa njegovo učinkovitost, izgube in karakteristike delovanja.

3.1 Osnovni materiali

Jedro služi kot magnetna pot za prenos energije med primarnim in sekundarnim navitjem. Njegove lastnosti materiala neposredno vplivajo na-izgube brez obremenitve (izgube jedra), učinkovitost in dvig temperature.

Zrnato{0}}silicijevo jeklo (GOSS)ostaja najpogosteje uporabljen material jedra za srednjenapetostne transformatorje. Ponuja visoko magnetno prepustnost in nizke izgube zaradi vrtinčnih tokov. GOSS je zasnovan s prednostno orientacijo zrn, ki poravna magnetne domene s smerjo magnetnega toka, kar poveča učinkovitost.

Amorfne kovinske zlitineso se pojavili kot alternativa za energetsko-učinkovite distribucijske transformatorje. Ti materiali ponujajo ultra{2}}nizke izgube železa-običajno 70 % do 80 % nižje od običajnega silicijevega jekla-vendar z višjimi stroški materiala. Še posebej so privlačni za transformatorje, ki dlje časa delujejo pri nizkih obremenitvah.

Nanokristalne mehke magnetne zlitinekažejo odlične magnetne lastnosti pri visokih frekvencah in se uporabljajo predvsem v elektronskih ali-transformatorjih za posebne namene namesto v običajnih razdelilnih enotah 50/60 Hz.

 

 

 

Izbira pravega transformatorja se začne z razumevanjem njegovih osnovnih ocen.

4.1 Ocenjene napetosti

Vsak srednjenapetostni transformator ima dve kritični vrednosti napetosti: primarno napetost (vhodna stran) in sekundarno napetost (izhodna stran). Na primer, transformator z nazivno napetostjo 13,8 kV / 480 V prejme 13,8 kV na primarni strani in odda 480 V na sekundarni strani.

Transformatorji imajo tudi osnovno impulzno raven (BIL), ki predstavlja najvišjo napetost, ki jo izolacija lahko prenese med udarom strele ali preklapljanjem. Za srednjenapetostne transformatorje se ocene BIL gibljejo od 60 kV do 150 kV ali več, odvisno od napetostnega razreda in uporabe.

Ocene 4,2 kVA

Nazivna vrednost transformatorja v kVA (kilovolt-amperih) kaže njegovo navidezno moč-koliko toka lahko prenaša brez pregrevanja. Standardne velikosti tri-faznih srednjenapetostnih transformatorjev kVA vključujejo:30, 45, 75, 112,5, 150, 225, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000 in 2500 kVA.

Izbira pravilne vrednosti kVA je kritična. Transformator, ki je premajhen, se bo pregrel, kar bo skrajšalo življenjsko dobo izolacije in potencialno povzročilo prezgodnjo odpoved. Prevelik transformator poveča začetne stroške in lahko deluje neučinkovito pri majhnih obremenitvah, saj izgube jedra obstajajo ne glede na obremenitev.

4.3 Povišanje temperature in izolacijski razredi

Transformatorji so navedeni z oceno dviga temperature-običajno 80 stopinj, 115 stopinj ali 150 stopinj -, kar kaže, za koliko se bo temperatura transformatorja dvignila nad temperaturo okolja pri polni obremenitvi. Transformator z dvigom za 80 stopinj deluje znatno hladnejše od transformatorja, ocenjenega za dvig za 150 stopinj, kar lahko pomeni daljšo življenjsko dobo izolacije in boljšo učinkovitost, a tudi višje začetne stroške.

Izolacijski razredi (razred A pri 105 stopinjah, razred B pri 130 stopinjah, razred F pri 155 stopinjah, razred H pri 180 stopinjah) določajo najvišjo delovno temperaturo, ki jo lahko prenesejo izolacijski materiali brez znatne degradacije.

 

 

 

Način povezave navitij transformatorja določa njegovo delovanje z neuravnoteženimi obremenitvami, harmoniki in napakami na tleh.

5.1 Osnovne vrste povezav

Obstajajo tri temeljnenavijalna povezavasheme:

Zvezda (Wye) povezava (Y):En konec vsakega faznega navitja je povezan na skupni točki (nevtralni). Zvezdasta povezava zagotavlja nevtralno točko, ki jo je mogoče ozemljiti.

Delta povezava (D):Faze so povezane v zaprti zanki, brez nevtralne točke. Delta povezave so same po sebi uravnotežene in zagotavljajo pot za nič{1}}tokove zaporedja.

Cik-cak povezava (Z):Specializiran priključek, ki se uporablja predvsem za ozemljitev transformatorjev ali transformatorjev z manjšo močjo. Cik-cak povezave se običajno uporabljajo le na sekundarni strani.

 

5.2 Zapis skupine vektorjev

Vektorska skupina transformatorja opisuje konfiguracijo navitja in fazno razmerje med primarno in sekundarno napetostjo. Zapis je v standardni obliki:

Prva črka (velika) označuje povezavo primarnega navitja: D za trikot, Y za zvezdo, Z za cikcak.

Druga črka (mala) označuje povezavo sekundarnega navitja.

"n" pomeni, da je nevtralna točka izvlečena.

Številka označuje fazni zamik v zapisu ure-ur (pomnožite s 30 stopinjami, da dobite stopinje zamika).

5.3 Primerjava Dyn11 in Yyn0

V distribucijskih aplikacijah prevladujeta dve vektorski skupini:Dyn11inYyn0.

Dyn11vsebuje delta-povezan primarni (D) in zvezda-povezan sekundarni del z nevtralnim (yn), s faznim zamikom 330 stopinj (11 na uri). Delta primarni zagotavlja krožno pot za tokove ničelnega-zaporedja in ujame trojne harmonike (3., 9. itd.) ter jim preprečuje, da bi se odbili nazaj v napajalno omrežje. Dyn11 izjemno dobro obvladuje tudi neuravnotežene obremenitve, zaradi česar je najprimernejša izbira za sodobne distribucijske sisteme z ne-linearnimi obremenitvami, kot so računalniki, LED razsvetljava in pogoni s spremenljivo frekvenco.

Yyn0vključuje zvezdo-primar (Y) in zvezda-sekundar z nevtralnim tokom (yn), z ničelnim faznim zamikom. Primar zvezde nima povratne poti za tokove ničelnega-zaporedja. Posledično se lahko na primarni napetosti pojavijo trojni harmoniki, neuravnotežene obremenitve pa lahko povzročijo nevtralni premik, kar povzroči neravnovesja fazne napetosti. Yyn0 je na splošno omejen na aplikacije z minimalno harmonično vsebino in uravnoteženimi obremenitvami. Obstaja dodatna omejitev: pri transformatorjih Yyn0 tok nevtralnega voda ne sme preseči 25 % nazivnega toka sekundarnega navitja, medtem ko lahko Dyn11 prenese do 75 %.

Skratka, za večino sodobnih aplikacij-zlasti tiste, ki vključujejo ne-linearne obremenitve, podatkovne centre, industrijske obrate ali kateri koli objekt s pomembnimi eno-faznimi obremenitvami-Dyn11 je izbrana vektorska skupina.

 

Pravilno dimenzioniranje transformatorja je ena najpomembnejših odločitev pri načrtovanju elektroenergetskega sistema. Napake na tej stopnji lahko privedejo do let neučinkovitosti ali prezgodnje okvare.

6.1 Postopek določanja velikosti korak--

1. korak: Izračunajte skupno moč obremenitve.Sestavite popis vseh obremenitev, priključenih za-motorji transformatorjev, razsvetljavo, HVAC, pisarniško opremo in proizvodne stroje.

2. korak: Uporabite faktorje sočasnosti.Vsa bremena ne delujejo s polno zmogljivostjo hkrati. Faktor raznolikosti (običajno 0,7 do 0,9) pojasnjuje to resničnost.

3. korak: Upoštevajte zagonske tokove motorja.Induktivne obremenitve, kot so motorji, med zagonom porabijo 3- do 7-krat večji tok od običajnega obratovalnega toka. Transformator mora imeti zadostno zmogljivost za obvladovanje teh zagonskih tokov brez pretiranega padca napetosti.

4. korak: Uporabite varnostni rob.Dodajte 20 do 30 % dodatne zmogljivosti, da se prilagodite nihanjem obremenitve in prihodnjim širitvam.

5. korak: Izračunajte zmogljivost transformatorja.Uporabite formulo:

Zmogljivost transformatorja (kVA)=skupna moč obremenitve (kW) ÷ faktor moči × varnostna meja

Običajni faktorji moči segajo od 0,8 do 0,95 za večino industrijskih in komercialnih obremenitev.

6. korak: Izberite naslednjo standardno velikost.Zaokrožite na najbližjo standardno vrednost kVA s seznama v razdelku 4.2.

 

6.2 Okoljski vidiki in vidiki uporabe

Izračun velikosti je šele začetek. Na vašo končno izbiro bo vplivalo več drugih dejavnikov:

• Okolja z visoko temperaturo:Za namestitve pri povišanih temperaturah okolja ali nad 1000 metri nadmorske višine zmanjšajte nazivno zmogljivost za 5 % do 20 % zaradi zmanjšane učinkovitosti hlajenja in izolacije.
• Harmonična vsebina:Sistemi z znatnimi ne{0}}linearnimi obremenitvami (pretvorniki s spremenljivo frekvenco, sistemi UPS, osvetlitev LED, računalniki) lahko zahtevajo transformator zK-faktorska ocenaza obvladovanje harmoničnega ogrevanja brez zmanjšanja moči.
• Namestitveno okolje:Suhi-transformatorji so na splošno prednostni za namestitev v zaprtih prostorih, kjer je pomembna požarna varnost. Tekočinske-potopljene enote so stroškovno-učinkovitejše za zunanjo namestitev z ustreznim prostorom in zadrževanjem.
• Udarne obremenitve:Za obremenitve, kot so varilci ali kompresorji, ki povzročajo nenadne, visoke tokovne zahteve, povečajte zmogljivost za 10 % do 30 %.

 

6.3 Standardi učinkovitosti in energije

Energijska učinkovitostje postalo vse pomembnejši dejavnik pri izbiri transformatorja, ki ga vodijo tako operativni stroški kot regulativne zahteve.

V Združenih državah Amerike jeMinistrstvo za energijo (DOE)vzpostavljeni obvezni standardi učinkovitosti za distribucijske transformatorje, ki veljajo od 1. januarja 2016, v skladu z 10 CFR del 431. Ti standardi, ki veljajo za vse distribucijske transformatorje, proizvedene na ali po tem datumu in prodane v kateri koli državi ZDA, temeljijo na učinkovitosti, izmerjeni pri35% obremenitev-ki odraža raziskave, ki kažejo, da večina distribucijskih transformatorjev v povprečju deluje s približno 35 % nazivne zmogljivosti.

Za aplikacije, ki zahtevajo najvišjo učinkovitost,NEMA Premiumučinkoviti transformatorji ponujajo približno 30 % nižje izgube od zahtev DOE 2016. Medtem ko je začetna premija stroškov lahko precejšnja, je vračilna doba zaradi zmanjšanih izgub energije pogosto privlačna za transformatorje z neprekinjeno obremenitvijo.

 

6.4 Impedanca

Impedanca transformatorja(izraženo v odstotkih) določa, koliko transformator omejuje napakni tok in kolikšen padec napetosti se pojavi pod obremenitvijo. Standardni razdelilni transformatorji imajo običajno impedance v razponu od 2 % do 8 %. Višja impedanca zmanjša napakni tok in ščiti nadaljnjo opremo, vendar poveča padec napetosti.

 

 

 

Pravilna namestitev je ključnega pomena za varnost, učinkovitost in dolgo življenjsko dobo transformatorja. Namestitev, ki ne izpolnjuje zahtev kode, lahko povzroči pregrevanje, električne nevarnosti, neuspešne preglede in morebitne pravne odgovornosti.

7.1 Razdalja in delovni prostor

Nacionalni električni kodeks (NEC) zahteva ustrezen delovni prostor okoli električne opreme, ki omogoča pripravljeno in varno delovanje, vzdrževanje in pregled. Ključne zahteve vključujejo:

• Najmanjša višina praznega delovnega prostora:2,0 m (6,5 čevljev)
• Najmanjša širina praznega delovnega prostora:914 mm (3 čevlje)
• Odmik spredaj:Najmanj 3 čevlje (0,9 m) pred ohišji transformatorja za pregled in vzdrževanje
• Prezračevalni prostor:Običajno 150 do 300 mm (6 do 12 palcev) okoli prezračevanih površin za suhe-transformatorje, da se omogoči neoviran pretok zraka

Za transformatorje,-vgrajene z blazinicami, so posebne zahteve glede prostora odvisne od namestitve. NEC ne predpisuje vedno izrecno razdalj levo, desno in nazaj, vendar je treba upoštevati lokalne kode in navodila proizvajalca. FM Global na primer zahteva 25 čevljev med transformatorji,-napolnjenimi z mineralnim oljem, čeprav ta zahteva pade na nič za transformatorje, ki uporabljajo manj-vnetljive tekočine.

7.2 Ločevanje predelkov

Pri srednjenapetostnih inštalacijah morajo biti srednjenapetostni in nizkonapetostni predelki ločeni z jekleno pregrado, ki sega po celotni višini in globini predelkov. Oba predelka morata biti izdelana iz jeklene pločevine, ki ustreza zahtevam ANSI.

7.3 Ozemljitev

Pravilna ozemljitev je bistvena za varnost in zaščito opreme. Ozemljitveni upor je običajno treba vzdrževati priManjši ali enak 10 ohmov. Nevtralni transformator (če obstaja) mora biti pravilno ozemljen v skladu z zasnovo sistema in veljavnimi kodami. Zahteve glede ozemljitve so podrobno opisane v členu 250 NEC.

7.4 Požarna zaščita

Za oljne{0}}transformatorje, ki so nameščeni v zaprtih prostorih ali v bližini zgradb, bodo morda potrebni ukrepi protipožarne zaščite. Ti lahko vključujejo:

• Ognjevarni{0}}zidovi ali pregrade
• Avtomatski sistemi za gašenje požara
• Zadrževanje nafte (bazeni za zadrževanje razlitja ali jame-za zadrževanje nafte)
• Avtomatski drenažni sistemi za večje instalacije

Vrsta tekočine, uporabljene v transformatorju, vpliva tudi na zahteve protipožarne zaščite. Transformatorji, napolnjeni z manj-vnetljivimi ali biorazgradljivimi tekočinami, so lahko upravičeni do zmanjšanih dovoljenj in poenostavljenih protipožarnih ukrepov.

 

 

 

Zaščita srednjenapetostnega transformatorja zahteva usklajen pristop, ki obravnava tako notranje napake kot zunanje motnje sistema.

8.1 Prenapetostna zaščita

Zahteve NEC za pretokovno zaščito transformatorja so odvisne od impedance transformatorja. Za transformatorje s 6 % impedanco ali manj NEC zahteva tako primarno kot sekundarno zaščito. Primarna varovalka ne sme preseči 300 % primarnega -toka polne obremenitve (FLA), sekundarna nadtokovna naprava pri 480 V pa ne sme preseči 125 % sekundarnega FLA.

8.2 Varovalke v primerjavi z odklopniki

Izbira med varovalkami in odklopniki za zaščito transformatorja vključuje-kompromise:

V številnih distribucijskih omrežjih se uporablja kombinirani pristop: varovalke na primarni strani za zaščito pred kratkim-stikom v kombinaciji z nizko{1}}napetostnim glavnim odklopnikom, ki zagotavlja zaščito pred preobremenitvijo.

 

 

 

 

 

Tudi najbolj zanesljiv transformator zahteva redno vzdrževanje, da doseže svojo polno življenjsko dobo. Dobro-zasnovan vzdrževalni program lahko podaljša življenjsko dobo transformatorja s tipičnih 20–30 let na 40 let ali več.

9.1 Predvideno vzdrževanje

Predvideno vzdrževanje uporablja diagnostična orodja za prepoznavanje morebitnih težav, preden povzročijo okvaro.

• Analiza raztopljenega plina (DGA):Najmočnejše orodje za ocenjevanje zdravja oljnih-transformatorjev. Z analizo plinov, raztopljenih v izolacijskem olju-vodika, metana, acetilena, etilena-tehniki lahko zaznajo težave, kot so pregrevanje, iskrenje in okvara izolacije. Redni DGA zagotavlja zgodnje opozarjanje na razvoj napak in pomaga pri določanju prioritet vzdrževalnih dejavnosti.
• Infrardeča termografija (IR skeniranje):Toplotno slikanje zazna vroče točke, ki kažejo na ohlapne povezave,-odporne spoje, preobremenitev ali slabo izolacijo. Pri transformatorjih -tipa predelkov lahko IR včasih zazna nenormalno segrevanje degradiranih kontaktov ali druge okvare, ki povzročijo dvig temperature na zunanjih površinah.
• Nadzor delne razelektritve (PD):Delne razelektritve so zgodnji pokazatelji poslabšanja izolacije. Nadzor PD uporablja senzorje za zaznavanje električnih razelektritev, ki se pojavljajo v izolacijskem sistemu transformatorja, preden se stopnjujejo v popolne okvare.

9.2 Preventivno vzdrževanje

Preventivno vzdrževanje poteka po ustaljenem urniku za obravnavo normalne obrabe.

• Redno vzorčenje in testiranje olja:Preskusi prebojne napetosti merijo izolacijsko trdnost olja; nizek BDV pomeni kontaminacijo ali vlago. Vsebnost vlage je treba izmeriti s titracijo po Karlu Fischerju in jo ohraniti v sprejemljivih mejah.
• Pregled puše:Vizualni pregled glede razpok, nabiranja umazanije in poškodb. Preskusi kapacitivnosti in tan delta ocenjujejo stanje izolacije puše.
• Vzdrževanje menjalnika pipe:Pri transformatorjih z-odcepnimi menjalniki (OLTC) je treba preveriti nivo olja, pregledati kontakte glede usedlin ogljika in jih očistiti ter zamenjati olje, če je onesnaženo.
• Preverjanje tesnosti in odkrivanje puščanja:Puščanje olja je treba prepoznati in takoj popraviti, da se ohrani celovitost izolacije in prepreči onesnaženje okolja.

9.3 Pogostost pregledov

Medtem ko so specifične frekvence odvisne od kritičnosti transformatorja in delovnega okolja, splošne smernice vključujejo:

• Vizualni pregledi:Mesečno do četrtletno, s poudarkom na nivojih olja, puščanju, nenavadnem hrupu in splošnem stanju
• Infrardeča termografija:Letno ali pogosteje za kritične transformatorje
• Vzorčenje olja in DGA:Letno za standardne instalacije; pol-letno za kritične ali močno obremenjene transformatorje
• Električno testiranje (izolacijska upornost, razmerje obratov, upor navitja):Vsakih 2 do 5 let
• Celovita prenova:Vsakih 10 do 15 let za velike energetske transformatorje

 

 

 

Srednjenapetostni transformatorji služijo izredno raznolikemu spektru aplikacij.

10.1 Industrijski objekti

V proizvodnih obratih in tovarnah srednjenapetostni transformatorji napajajo velike motorje, stroje in opremo, ki za optimalno delovanje potrebujejo višje nivoje napetosti. Industrije, kot so avtomobilska, kemična predelava, rudarstvo in proizvodnja jekla, običajno upravljajo svoje lastne srednjenapetostne distribucijske sisteme, pri čemer transformatorji znižujejo električno napetost na distribucijsko napetost v obratih, dodatni transformatorji pa nadalje znižujejo na ravni izkoriščenosti stroja.

10.2 Poslovne stavbe

Pisarniški kompleksi, nakupovalna središča, bolnišnice, hoteli in drugi komercialni obrati se zanašajo na srednjenapetostne transformatorje za razsvetljavo, HVAC, dvigala in druge bistvene električne obremenitve. Velike komercialne zgradbe pogosto prejemajo primarno storitev pri srednji napetosti (običajno 13,8 kV ali 4,16 kV), ki se zniža na 480 V za distribucijo po stavbi, z dodatnimi nizko{4}}napetostnimi transformatorji, ki oskrbujejo obremenitve 120/208 V.

10.3 Napajalne postaje

Električna podjetja uporabljajo srednjenapetostne transformatorje za znižanje napetosti iz daljnovodov na nižje ravni, primerne za distribucijo stanovanjskim in komercialnim odjemalcem. Ti transformatorji-v lasti javnih služb tvorijo hrbtenico distribucijskega sistema.

10.4 Sistemi obnovljivih virov energije

Sončne in vetrne elektrarne vključujejo srednjenapetostne transformatorje za povezavo proizvedene električne energije z omrežjem. Ker energija iz obnovljivih virov še naprej raste, se je povpraševanje po srednjenapetostnih transformatorjih, zasnovanih posebej za te aplikacije-vključno z zasnovami, ki obvladujejo dvosmerni tok moči in velika nihanja napetosti-, znatno povečalo.

10.5 Podatkovni centri

Podatkovni centri so med najzahtevnejšimi aplikacijami za srednjenapetostne transformatorje. Zahtevajo izjemno visoko zanesljivost (pogosto N+1 ali 2N redundanco), odlično kakovost električne energije in visoko učinkovitost zaradi neprekinjenega delovanja. Večina podatkovnih centrov uporablja storitve srednje napetosti (pogosto 13,8 kV ali 15 kV), znižane na 480 V, s sekundarnimi transformatorji, ki napajajo sisteme UPS in enote za distribucijo električne energije.

10.6 Zdravstvene ustanove

Bolnišnice in zdravstvene ustanove uporabljajo srednjenapetostne transformatorje za napajanje več nizko{0}}napetostnih stikalnih plošč, pri čemer ločeni transformatorji oskrbujejo kritične veje, veje življenjske varnosti in običajne napajalne veje, da zagotovijo, da bistveni sistemi ostanejo delujoči tudi v primeru okvare.

 

 

 

Delo s srednjenapetostnimi transformatorji zahteva dosledno upoštevanje varnostnih protokolov. Te naprave prenašajo visoke napetosti in predstavljajo veliko električno nevarnost:

• Samo usposobljeno osebjemora ravnati ali delati na srednjenapetostnih transformatorjih.
• Vedno izključite{0}}energijotransformator in preverite ničelno napetost, preden se približate.
• Ozemljite transformatorpo od-izklopu napajanja in pred kakršnim koli delom.
• Ohranjajte ustrezne priletne razdaljeglede na nivo napetosti.
• Uporabljajte ustrezno osebno zaščitno opremo (PPE)ocenjen za razpoložljivi tok napake.
• Sledite postopkom zaklepanja/označevanja (LOTO).kot zahtevajo predpisi OSHA.

 

 

 

Skupni stroški lastništva srednjenapetostnega transformatorja daleč presegajo začetno nabavno ceno.

Začetni stroški nabavemočno razlikuje glede na tip: suhi{0}}transformatorji običajno stanejo več kot tekoče-potopljene enote enake ocene, medtem ko imajo vrhunske-enote z učinkovitostjo višjo ceno od standardnih-modelov učinkovitosti.

Stroški namestitvevključujejo pripravo lokacije, betonsko blazino ali temelje, električne povezave, ozemljitev, protipožarno zaščito (če je potrebno) in upoštevanje dovoljenj za prihodnji dostop.

Izgube energijepredstavljajo najpomembnejši tekoči strošek poslovanja. Izgube brez obremenitve (izgube jedra) so prisotne 24 ur na dan, 365 dni v letu, ne glede na obremenitev. Izgube obremenitve (izgube bakra) se spreminjajo glede na kvadrat toka obremenitve. Za transformator, ki neprekinjeno deluje pri zmernih obremenitvah, lahko izgube energije v 30-letni življenjski dobi močno presežejo začetno nabavno ceno. Naložba v transformator z višjim izkoristkom in nižjimi izgubami pogosto prinaša privlačne finančne donose.

Stroški vzdrževanjaodvisno od vrste transformatorja (tekoči-potopljen zahteva redno testiranje olja, suh-tip zahteva manj), lokacije namestitve in kritičnosti za delovanje.

Stroški odstranjevanja ali recikliranja--ob koncu življenjske dobeje lahko znatna za oljne{0}}transformatorje, zlasti tiste, ki vsebujejo onesnaženo olje ali poliklorirane bifenile (PCB) v starejših enotah.

 

 

 

Srednjenapetostni transformatorji so trajna tehnologija-stara več kot stoletje, ki pa se nenehno razvija, da bi izpolnila nove zahteve glede učinkovitosti, zanesljivosti in okoljske učinkovitosti. So povezava med-visokonapetostnim prenosnim omrežjem in nizko{3}}napetostnimi sistemi, ki napajajo naš svet.

Izbira, namestitev in vzdrževanje teh transformatorjev je multidisciplinarni podvig, ki zahteva razumevanje električnih načel, varnostnih kod, mehanskih vidikov in ekonomskih-kompromisov. Dobro-izbran, pravilno nameščen in skrbno vzdrževan srednjenapetostni transformator bo zagotovil desetletja zanesljive storitve. Premajhna, napačno uporabljena ali zanemarjena enota lahko postane vztrajen vir težav, zvišuje stroške energije, moti delovanje in ustvarja nevarnosti za varnost.

Ne glede na to, ali načrtujete nov objekt, nadomeščate zastarelo opremo ali preprosto želite bolje razumeti transformatorje v vašem obstoječem sistemu, načela, opisana v tem priročniku, zagotavljajo okvir za sprejemanje razumnih odločitev. Bodite pozorni na podrobnosti-napetosti, skupino vektorjev, izolacijski razred, razdalje, razpored vzdrževanja-in vaš srednjenapetostni transformator vas bo nagradil s tiho, učinkovito in dolgo-delovanjem.