1. Εισαγωγή
Στη μηχανική διανομής ισχύος, την προμήθεια εξοπλισμού και τη λειτουργική συντήρηση, τα 11kVμετασχηματιστής βυθισμένος σε λάδιχρησιμεύει ως βασικό στοιχείο στα δίκτυα διανομής μέσης τάσης. Είτε είστε ηλεκτρολόγος μηχανικός, ειδικός προμηθειών, ανάδοχος έργου ή τεχνικός συντήρησης ισχύος, η ακριβής κατανόηση της επαγγελματικής ορολογίας για αυτόν τον εξοπλισμό θέτει μια σταθερή βάση για την επιλογή προϊόντων, την υποβολή προσφορών, την επιτόπια εγκατάσταση, την τακτική επιθεώρηση και τη διάγνωση βλαβών. Πολλοί πελάτες στο εξωτερικό και κατώτεροι επαγγελματίες μηχανικοί συχνά συγχέουν τους τεχνικούς όρους μετασχηματιστή. Συχνά προκύπτει παρεξήγηση κατά τη διάρκεια της τεχνικής επικοινωνίας, της διαπραγμάτευσης προσφοράς και της σύνταξης συμβολαίων, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε καθυστερήσεις του έργου ή σε ακατάλληλη επιλογή εξοπλισμού. Αυτό το άρθρο συλλέγει συστηματικά και ορίζει ευρέως χρησιμοποιούμενους όρους για 11kVμετασχηματιστές βυθισμένοι σε λάδι. Καλύπτει λεξιλόγιο σχετικά με την κατασκευή εξοπλισμού, τις ηλεκτρικές παραμέτρους, τη μόνωση, τα συστήματα ψύξης, τα προστατευτικά εξαρτήματα και τις τυπικές δοκιμές. Όλοι οι ορισμοί συμμορφώνονται με τα πρότυπα IEC για μετασχηματιστές διανομής. Βελτιστοποιημένος για ανεξάρτητο περιεχόμενο ιστότοπου, αυτός ο οδηγός βοηθά τους επισκέπτες του ιστότοπου να αποκτήσουν γρήγορα σταθερές τεχνικές γνώσεις.
2. Βασικοί Όροι Εξοπλισμού
Μετασχηματιστής διανομής βυθισμένου σε λάδι 11 kV: Ένας μετασχηματιστής διανομής με ονομαστική πρωτογενή τάση 11 kV, που χρησιμοποιεί ορυκτέλαιο μετασχηματιστή τόσο ως μονωτικό μέσο όσο και ως μέσο μεταφοράς θερμότητας. Η κύρια λειτουργία του είναι να μειώσει την ισχύ μέσης τάσης 11 kV σε τροφοδοσία χαμηλής τάσης 400 V για βιομηχανικές εγκαταστάσεις, οικιστικές κοινότητες και δημόσιες υποδομές. Αυτός ο τύπος μετασχηματιστή εγκαθίσταται συνήθως σε υπαίθριους υποσταθμούς, κουφώματα με πόλους ή συμπαγείς καμπίνες μετασχηματιστών και είναι ο πιο ευρέως διαδεδομένος τύπος μετασχηματιστή σε αστικά και αγροτικά δίκτυα διανομής.
Ονομαστική χωρητικότητα: Μετρημένο σε kVA (κιλοβολτ-αμπέρ). Αναφέρεται στη φαινόμενη ισχύ που μπορεί να παρέχει συνεχώς ένας μετασχηματιστής υπό συγκεκριμένες συνθήκες ψύξης και καθορισμένα όρια ανόδου θερμοκρασίας. Οι συνήθεις βαθμολογίες περιλαμβάνουν 50kVA, 100kVA, 200kVA, 400kVA, 630kVA και 1000kVA. Είναι κρίσιμο να διακρίνουμε το kVA από το kW. Η ονομαστική χωρητικότητα περιγράφει τη συνολική ισχύ που περιέχει τόσο ενεργό όσο και άεργο ισχύ.
Ονομαστική τάση: Διαχωρίζεται σε κύρια ονομαστική τάση και δευτερεύουσα ονομαστική τάση. Η κύρια πλευρά είναι ονομαστική στα 11 kV, ενώ η δευτερεύουσα πλευρά είναι συνήθως 0,4 kV. Η ονομαστική τάση αντιπροσωπεύει τη σχεδιασμένη τάση λειτουργίας των περιελίξεων. Ο εναλλάκτης βρύσης μπορεί να ρυθμίσει τις αποτελεσματικές στροφές του τυλίγματος υψηλής τάσης εντός περιορισμένου εύρους για να αντισταθμίσει τις διακυμάνσεις της τάσης του δικτύου.
Πατήστε Changer: Μια συσκευή που χρησιμοποιείται για την τροποποίηση του πραγματικού αριθμού στροφών περιέλιξης υψηλής τάσης και την αλλαγή του λόγου μετασχηματισμού, έτσι ώστε να σταθεροποιείται η τάση εξόδου στην πλευρά της χαμηλής τάσης. Οι περισσότεροι μετασχηματιστές λαδιού 11 kV είναι εξοπλισμένοι με εναλλάκτες βρύσης εκτός κυκλώματος, οι οποίοι μπορούν να ρυθμιστούν μόνο μετά την πλήρη απενεργοποίηση του μετασχηματιστή. Οι εναλλάκτες βρύσης κατά το φορτίο είναι προαιρετικοί για ειδικά σενάρια εργασίας και επιτρέπουν ρύθμιση της τάσης χωρίς διακοπή ρεύματος.
Πυρήνας μετασχηματιστή: Ο πυρήνας του μαγνητικού κυκλώματος του μετασχηματιστή, συναρμολογημένος από στοιβαγμένα φύλλα πυριτίου με προσανατολισμό κόκκων ψυχρής έλασης με υψηλή μαγνητική διαπερατότητα. Το εναλλασσόμενο ρεύμα δημιουργεί εναλλασσόμενη μαγνητική ροή. Η ηλεκτρομαγνητική επαγωγή βασίζεται στον πυρήνα για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας. Ο πυρήνας πρέπει να είναι αξιόπιστα γειωμένος για να αποφευχθεί το πλεούμενο δυναμικό και η μερική εκφόρτιση.
Κούρδισμα: Πηνία τυλιγμένα με μονωμένους αγωγούς, χωρισμένα σε περιελίξεις υψηλής τάσης και περιελίξεις χαμηλής τάσης. Οι περιελίξεις χαμηλής τάσης τοποθετούνται κοντά στον πυρήνα, ενώ οι περιελίξεις υψηλής τάσης τοποθετούνται στο εξωτερικό στρώμα. Τα φράγματα μόνωσης τοποθετούνται μεταξύ των περιελίξεων και μεταξύ των περιελίξεων και του πυρήνα για την αποφυγή σφαλμάτων βραχυκυκλώματος.
Λάδι μετασχηματιστή: Εξευγενισμένο ορυκτέλαιο με δύο κύριες λειτουργίες. Πρώτον, λειτουργεί ως μόνωση για διαχωρισμό εξαρτημάτων σε διαφορετικά επίπεδα δυναμικού. Δεύτερον, μεταφέρει τη θερμότητα που παράγεται από τις περιελίξεις και τον πυρήνα στην επιφάνεια της δεξαμενής για απαγωγή θερμότητας. Επιπλέον, το λάδι μετασχηματιστή καταστέλλει τα ηλεκτρικά τόξα και επιβραδύνει τη γήρανση των στερεών μονωτικών υλικών.
3. Λειτουργικοί και Ηλεκτρικοί Χαρακτηριστικοί Όροι
Απώλεια χωρίς φορτίο: Γνωστή και ως απώλεια σιδήρου. Εμφανίζεται όταν η πλευρά της χαμηλής τάσης είναι ανοιχτό κύκλωμα και η ονομαστική τάση εφαρμόζεται στην πλευρά της υψηλής τάσης. Η απώλεια ισχύος προέρχεται από απώλεια υστέρησης και απώλεια δινορευμάτων μέσα στα φύλλα πυριτίου του πυρήνα. Η απώλεια χωρίς φορτίο παραμένει συνεχώς όσο ο μετασχηματιστής είναι ενεργοποιημένος. Είναι ένας βασικός δείκτης για την αξιολόγηση τάξεων ενεργειακής απόδοσης μετασχηματιστών.
Απώλεια Φορτίου: Ονομάζεται και απώλεια χαλκού. Παράγεται όταν ο μετασχηματιστής λειτουργεί με ονομαστικό φορτίο. Η απώλεια προέρχεται από τη διάχυση θερμότητας που προκαλείται από το ρεύμα που ρέει μέσω της αντίστασης των αγωγών περιέλιξης. Η απώλεια φορτίου ποικίλλει αναλογικά με το τετράγωνο του ρεύματος φορτίου. Η απώλεια παραμένει χαμηλή υπό ελαφρύ φορτίο και φτάνει στη μέγιστη τιμή με πλήρες φορτίο.
Ρεύμα χωρίς φορτίο: Το μικρό ρεύμα που ρέει στην περιέλιξη υψηλής τάσης όταν οι ακροδέκτες χαμηλής τάσης είναι ανοιχτοί και η ονομαστική τάση εφαρμόζεται στην πλευρά της υψηλής τάσης. Αυτό το ρεύμα παρέχει κυρίως διέγερση για τη δημιουργία μαγνητικής ροής και το μέγεθός του συνήθως αντιπροσωπεύει μόνο ένα μικρό ποσοστό του ονομαστικού ρεύματος.
Αντίσταση βραχυκυκλώματος: Αναφέρεται επίσης ως τάση αντίστασης. Η πλευρά χαμηλής τάσης του μετασχηματιστή βραχυκυκλώνεται και η τάση υψηλής τάσης αυξάνεται σταδιακά έως ότου το ρεύμα χαμηλής τάσης φτάσει την ονομαστική τιμή. Η ποσοστιαία αναλογία μεταξύ αυτής της εφαρμοζόμενης υψηλής τάσης και της ονομαστικής υψηλής τάσης είναι η σύνθετη αντίσταση βραχυκυκλώματος. Αυτή η παράμετρος καθορίζει το μέγεθος του ρεύματος βραχυκυκλώματος στα ηλεκτρικά δίκτυα και είναι απαραίτητη για τον σχεδιασμό προστασίας του συστήματος ισχύος.
Ρύθμιση τάσης: Η ποσοστιαία μεταβολή της τάσης του δευτερεύοντος ακροδέκτη από πλήρες φορτίο σε μη φορτίο υπό σταθερό συντελεστή ισχύος φορτίου. Μια χαμηλότερη τιμή ρύθμισης τάσης υποδηλώνει καλύτερη σταθερότητα της τάσης εξόδου όταν ο μετασχηματιστής φέρει μεταβλητά φορτία.
Άνοδος θερμοκρασίας: Η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας λειτουργίας του εξοπλισμού και της θερμοκρασίας του αέρα περιβάλλοντος. Για τους μετασχηματιστές βυθισμένου σε λάδι, η αύξηση της θερμοκρασίας του άνω λαδιού και η αύξηση της θερμοκρασίας περιέλιξης είναι βασικοί στόχοι παρακολούθησης. Τα IEC και τα εθνικά πρότυπα ορίζουν τα μέγιστα επιτρεπτά όρια αύξησης της θερμοκρασίας. Η υπερβολική θερμοκρασία λειτουργίας επιταχύνει τη γήρανση της μόνωσης και μειώνει τη διάρκεια ζωής των μετασχηματιστών.
4. Όροι Δομής, Ψύξης και Προστασίας
Δεξαμενή: Ατσάλινο περίβλημα που στεγάζει τον πυρήνα, τις περιελίξεις καιμετασχηματιστήςέλαιο. Χρησιμεύει επίσης ως δομή απαγωγής θερμότητας. Οι συνήθεις τύποι περιλαμβάνουν κυματοειδείς δεξαμενές και δεξαμενές εξοπλισμένες με θερμαντικά σώματα πάνελ. Οι κυματοειδείς δεξαμενές χρησιμοποιούν ελαστικά κυματοειδή τοιχώματα για να αντισταθμίσουν τη διαστολή και τη συστολή του όγκου λαδιού που προκαλούνται από τις αλλαγές θερμοκρασίας.
Συντηρητής λαδιού: Συχνά ονομάζεται μαξιλάρι λαδιού, τοποθετημένο στην κορυφή της κύριας δεξαμενής. Όταν η θερμοκρασία του λαδιού αυξάνεται, το λάδι του μετασχηματιστή διαστέλλεται και η περίσσεια λαδιού ρέει στον συντηρητή. Όταν η θερμοκρασία πέφτει, το λάδι συστέλλεται και ο συντηρητής παρέχει λάδι πίσω στη δεξαμενή. Αυτός ο σχεδιασμός μειώνει την επαφή μεγάλης περιοχής μεταξύ λαδιού μετασχηματιστή και αέρα, μετριάζοντας την οξείδωση του λαδιού και την είσοδο υγρασίας.
Ξεκούραση: Τοποθετείται στον συνδετικό σωλήνα του συντηρητή, γεμάτο με ξηραντικό γέλης πυριτίου. Ο αέρας ρέει μέσα και έξω από τον συντηρητή μετά από αλλαγές όγκου λαδιού. Ο αναπνευστήρας αφαιρεί την υγρασία από τον εισερχόμενο αέρα και διατηρεί στεγνή την εσωτερική μόνωση. Οι ομάδες συντήρησης μπορούν να ελέγξουν οπτικά το χρώμα του silica gel για να αξιολογήσουν την κατάσταση υγρασίας.
Ρελέ Buchholz: Μια κρίσιμη εσωτερική διάταξη προστασίας σφαλμάτων για μετασχηματιστές βυθισμένους στο λάδι, τοποθετημένη στον αγωγό που συνδέει τη δεξαμενή και τον συντηρητή. Μικρά εσωτερικά σφάλματα παράγουν αέριο, ενώ σοβαρά σφάλματα δημιουργούν γρήγορη ροή λαδιού. Το ρελέ Buchholz μπορεί να ενεργοποιήσει σήματα συναγερμού ή να ενεργοποιήσει τον διακόπτη κυκλώματος για να αποτρέψει καταστροφική βλάβη του μετασχηματιστή.
Ένδειξη στάθμης λαδιού: Τοποθετείται στο πλάι του συντηρητή για εμφάνιση της στάθμης λαδιού σε πραγματικό χρόνο. Επισημαίνεται με κλίμακες θερμοκρασίας, βοηθώντας τους χειριστές συντήρησης να ελέγχουν εάν η στάθμη λαδιού ταιριάζει με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Τύπος ψύξης: ONAN (Oil Natural Air Natural) είναι η κοινή ονομασία. Η απαγωγή θερμότητας εξαρτάται από τη φυσική μεταφορά λαδιού και τη φυσική ψύξη του αέρα πάνω από την επιφάνεια της δεξαμενής. Το ONAF (Oil Natural Air Forced) υιοθετεί ανεμιστήρες για να εξαναγκάσει την κυκλοφορία του αέρα για βελτιωμένη απαγωγή θερμότητας, επιτρέποντας υψηλότερη συνεχή ικανότητα εξόδου. Το ONAN είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη κατηγορία ψύξης για μετασχηματιστές διανομής 11 kV.
5. Όροι μόνωσης, δοκιμής και σφαλμάτων
Δοκιμή αντοχής συχνότητας ισχύος: Ένα είδος δοκιμής. Η καθορισμένη υψηλή τάση ισχύος-συχνότητας εφαρμόζεται σε περιελίξεις για καθορισμένη διάρκεια. Επαληθεύει την ικανότητα της κύριας μόνωσης να αντέχει την υπέρταση συχνότητας ισχύος και εντοπίζει κρυφά ελαττώματα μόνωσης.
Δοκιμή επαγόμενης τάσης: Σχεδιασμένο για να δοκιμάζει την αντοχή μόνωσης των περιελίξεων μεταξύ των στροφών και των στρωμάτων και τον εντοπισμό αδύναμων σημείων μόνωσης μέσα στα πηνία.
Μερική απαλλαγή (PD): Μη διεισδυτική ηλεκτρική εκκένωση που εμφανίζεται τοπικά στα μονωτικά υλικά. Η παρατεταμένη μερική εκφόρτιση διαβρώνει σταδιακά τη μόνωση και τελικά οδηγεί σε διηλεκτρική βλάβη. Η μέτρηση PD είναι ένας ζωτικός δείκτης για την αξιολόγηση της κατάστασης υγείας των συστημάτων μόνωσης μετασχηματιστών.
Μόνωση Γήρανση: Η υποβάθμιση της μόνωσης από κυτταρινικό χαρτί υπό συνδυασμένες επιδράσεις υψηλής θερμοκρασίας, οξυγόνου και υγρασίας, με αποτέλεσμα μειωμένη μηχανική αντοχή. Η θερμοκρασία είναι ο πρωταρχικός παράγοντας που επιταχύνει τη γήρανση. Η μακροχρόνια λειτουργία υπερβολικής θερμοκρασίας θα μειώσει δραστικά τη σχεδιασμένη διάρκεια ζωής των μετασχηματιστών.
6. Συμπέρασμα
Κατοχή της τυπικής ορολογίας γιαΜετασχηματιστές λαδιού 11 kVεξαλείφει τα εμπόδια στην τεχνική επικοινωνία. Βοηθά το προσωπικό προμηθειών, μηχανικών και συντήρησης να διαβάζει με ακρίβεια τα φύλλα δεδομένων, τις τεχνικές συμφωνίες και τις εκθέσεις δοκιμών. Οι όροι που καλύπτονται σε αυτό το άρθρο είναι θεμελιώδεις και αναφέρονται συχνά στα έγγραφα του κλάδου διανομής, στα πρότυπα IEC, στα φυλλάδια προϊόντων και στα εγχειρίδια λειτουργίας. Όταν επιλέγετε μετασχηματιστές βυθισμένου σε λάδι 11 kV και αξιολογείτε σχέδια ενεργειακής απόδοσης, απόδοσης βραχυκυκλώματος και ψύξης, αυτοί οι ορισμοί σάς βοηθούν να συγκρίνετε προϊόντα διαφορετικών κατασκευαστών με ακρίβεια και να αποφύγετε τεχνικούς κινδύνους.
