InW systemie elektroenergetycznym transformatory, jako podstawowe urządzenia do przetwarzania napięcia i przesyłu mocy, odgrywają niezastąpioną rolę. Wśród nich transformatory mocy zanurzone w oleju z regulacją napięcia bez wzbudzenia są szeroko stosowane w sieciach dystrybucyjnych, przedsiębiorstwach przemysłowych oraz miejskich i wiejskich systemach zasilania ze względu na ich zalety w postaci prostej konstrukcji, niezawodnej pracy i umiarkowanych kosztów. W tym artykule kompleksowo przeanalizuję ten typ transformatora pod kątem zasady działania, charakterystyki strukturalnej, mechanizmu regulacji napięcia i scenariuszy zastosowań.
I. Co to jest transformator mocy zanurzony w oleju regulujący napięcie bez wzbudzenia?
Transformator olejowy z regulacją napięcia bez wzbudzenia to transformator, który reguluje napięcie wyjściowe poprzez zmianę położenia przełącznika zaczepów, gdy zasilanie jest odcięte i nie ma obciążenia. Jego uzwojenia zanurzone są w oleju izolacyjnym, który służy jako czynnik izolacyjny i chłodzący. Tak zwany „brak wzbudzenia” oznacza, że operację regulacji napięcia należy wykonać po wyjściu transformatora z pracy i wyłączeniu zasilania.
II. Zasada działania
Ten typ transformatora działa w oparciu o prawo indukcji elektromagnetycznej. Kiedy do strony pierwotnej doprowadzany jest prąd przemienny, w żelaznym rdzeniu generowany jest przemienny strumień magnetyczny, indukując w ten sposób siłę elektromotoryczną po stronie wtórnej. Dostosowując położenie zaczepu uzwojenia pierwotnego (tzn. zmieniając współczynnik zwojów), można precyzyjnie dostroić napięcie strony wtórnej, aby skompensować odchylenia napięcia spowodowane wahaniami napięcia w sieci lub zmianami obciążenia.
III. Główne elementy konstrukcyjne
|
Część |
Funkcjonować |
|
Żelazny rdzeń |
Użyj wysokiej jakości blach ze stali krzemowej walcowanej na zimno, aby utworzyć zamknięty obwód magnetyczny i zmniejszyć straty |
|
Meandrowy |
Zwykle wykonane z drutów miedzianych, dzielą się na uzwojenia wysokiego napięcia i uzwojenia niskiego napięcia |
|
Zmieniacz zaczepów |
Typ bezwzbudzenia, używany do przełączania zaczepów uzwojenia w stanie niezasilonym |
|
Zbiornik paliwa |
Zawiera uzwojenia i olej izolacyjny, zwykle falistą lub rurową strukturę rozpraszającą ciepło |
|
Olej izolacyjny |
Łączy w sobie funkcje izolacji, chłodzenia i gaszenia łuku |
|
Zbiornik do przechowywania oleju |
Kompensuje zmiany objętości oleju wraz z temperaturą, aby zapobiec utlenianiu oleju |
|
Przekaźnik gazu |
Urządzenie zabezpieczające do wykrywania gazów wytwarzanych w wyniku usterek wewnętrznych |
IV. Sposób i zakres regulacji napięcia
Regulacja napięcia transformatora regulującego napięcie bez wzbudzenia jest zwykle ustawiana po głównej stronie wysokiego napięcia. Wspólny zakres regulacji napięcia wynosi ±5% lub ±2×2,5% napięcia znamionowego, w sumie 3 lub 5 poziomów. Na przykład transformator 10 kV/0,4 kV można wybrać za pomocą przełącznika zaczepów:
• +5% (10500V)
• Znamionowe (10000 V)
• -5% (9500 V)
Czynności związane z regulacją napięcia muszą ściśle przestrzegać przepisów bezpieczeństwa, takich jak przerwy w dostawie prądu, inspekcje zasilania i przewody uziemiające, i muszą być wykonywane przez profesjonalistów.
V. Cechy i zalety produktu
1. Prosta konstrukcja, łatwa konserwacja: W porównaniu z transformatorami do przełączania zaczepów pod obciążeniem, transformatory do przełączania zaczepów bez wzbudzenia eliminują złożone mechanizmy elektryczne i obwody sterujące, co skutkuje niższym wskaźnikiem awaryjności.
2. Wysoka niezawodność działania: Brak ryzyka załączenia łuku, odpowiednia do zastosowań o niskich wymaganiach dotyczących ciągłego zasilania.
3. Oszczędność: Zarówno koszty produkcji, jak i koszty konserwacji są niższe niż w przypadku transformatorów przełączających zaczepy pod obciążeniem.
4. Silna zdolność adaptacji: Nadaje się do lokalizacji, w których napięcie sieciowe jest stosunkowo stabilne i nie jest wymagana częsta regulacja napięcia.
VI. Typowe scenariusze zastosowań
• Wiejskie sieci dystrybucyjne: wahania obciążenia są minimalne, a sezonowa regulacja napięcia może zaspokoić potrzeby.
• Średnie i małe przedsiębiorstwa przemysłowe i górnicze: Urządzenia produkcyjne mają umiarkowane wymagania dotyczące stabilności napięcia.
• Miejskie podstacje mieszkaniowe: Działają w połączeniu z podstacjami o stałym poziomie napięcia.
• Tymczasowe zasilanie budynków: Niski koszt i łatwe przenoszenie.
VII. Środki ostrożności przy wyborze modelu
1. Dopasowanie wydajności: Wybierz odpowiednią wydajność w zależności od rzeczywistego obciążenia, aby uniknąć długotrwałego przeciążenia lub pracy przy niewielkim obciążeniu.
2. Poziom napięcia: Sprawdź, czy napięcie znamionowe strony pierwotnej i wtórnej spełnia lokalne standardy sieci energetycznej.
3. Warunki środowiskowe: Weź pod uwagę wysokość nad poziomem morza, temperaturę, wilgotność i inne czynniki miejsca instalacji i wybierz specjalny poziom ochrony, jeśli to konieczne.
4. Przekładnie regulujące napięcie: Określ wymaganą liczbę przekładni w zależności od zakresu wahań napięcia sieciowego.
VIII. Konserwacja i punkty konserwacji
• Regularnie sprawdzaj wartość napięcia wytrzymywanego i zawartość wilgoci w oleju izolacyjnym i w razie potrzeby filtruj go lub wymieniaj.
• Przynajmniej raz w roku przeprowadzaj badanie rezystancji izolacji.
• Sprawdź, czy styk przełącznika zaczepów jest dobry i czy styki są uszkodzone.
• Utrzymuj zewnętrzną część zbiornika w czystości, aby zapewnić odprowadzanie ciepła.
• Należy zwracać uwagę na poziom oleju w konserwatorze oleju i na czas uzupełniać odpowiedni olej izolacyjny.
Wniosek
Transformatory olejowe z regulacją napięcia bez wzbudzenia zajmują ważną pozycję w systemie elektroenergetycznym mojego kraju ze względu na swoją dojrzałą technologię, niezawodne działanie i dobrą ekonomikę. Chociaż technologie regulacji napięcia pod obciążeniem i kompensacji mocy biernej stają się coraz bardziej popularne wraz z rozwojem inteligentnych sieci, w wielu sytuacjach związanych z konwencjonalną dystrybucją energii transformatory do regulacji napięcia bez wzbudzenia są nadal wysoce opłacalnym wyborem. Prawidłowy dobór, standaryzacja obsługi i naukowa konserwacja skutecznie wydłużą jego żywotność oraz zapewnią bezpieczną i stabilną pracę systemu elektroenergetycznego.
