Τι είναι ένας μετασχηματιστής βυθισμένος σε λάδι 11 kV; Πλήρης Βασικός Οδηγός

1. Ορισμός μετασχηματιστή 11 kV βυθισμένου σε λάδι

Ένας μετασχηματιστής βυθισμένος σε λάδι 11 kV είναι ένα στατικό ηλεκτρικό μηχάνημα που μειώνει τα 11 kilovolt (11.000 volt) μεσαίας-εναλλασσόμενης τάσης (AC) σε μια χαμηλότερη τάση χρήσης - συνηθέστερα 400V/230V τριφασική{{8}διατηρώντας την ίδια συχνότητα {{9}.

Ο όροςλάδι βυθισμένουποδεικνύει ότι τα ενεργά μέρη του μετασχηματιστή (πυρήνας και περιελίξεις) είναι πλήρως βυθισμένα σε μονωτικό ορυκτέλαιο μέσα σε μια σφραγισμένη χαλύβδινη δεξαμενή. Το λάδι εκτελεί δύο ζωτικές λειτουργίες:

Ηλεκτρική μόνωση: Ενισχύει τη διηλεκτρική αντοχή μεταξύ των περιελίξεων και μεταξύ των περιελίξεων και της δεξαμενής.

Ψυκτικό μέσο: Απορροφά τη θερμότητα που παράγεται από απώλειες πυρήνα και περιέλιξης και τη διαχέει μέσω της επιφάνειας της δεξαμενής και των καλοριφέρ.

Η ονομαστική τιμή κύριας τάσης 11 kV είναι ένα από τα τυπικά επίπεδα τάσης διανομής που χρησιμοποιούνται σε πολλές χώρες σε όλη την Ασία, την Αφρική και την Ευρώπη.

2. Βασική Αρχή Εργασίας

Όπως όλοι οι μετασχηματιστές, η μονάδα 11kV βυθισμένη στο λάδι λειτουργείΟ νόμος του Faraday για την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.

Όταν εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση στο πρωτεύον τύλιγμα (πλευρά 11 kV), παράγει μια εναλλασσόμενη μαγνητική ροή στον πυρήνα από ελασματοποιημένο χάλυβα πυριτίου. Αυτή η μεταβαλλόμενη ροή συνδέεται με το δευτερεύον τύλιγμα και προκαλεί μια ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF) σύμφωνα με την αναλογία στροφών:

V₁ / V₂ = N₁ / N₂

Οπου:

Πρωτεύουσα τάση V1=(11kV)

Δευτερεύουσα τάση V2=(π.χ. 0,4 kV)

N₁=αριθμός κύριων στροφών

N₂=αριθμός δευτερευουσών στροφών

Δεδομένου ότι N1 > N2 σε μετασχηματιστή διανομής step-κάτω, η είσοδος 11 kV μειώνεται σε χαμηλότερη τάση εξόδου κατάλληλη για άμεση χρήση από τους καταναλωτές.

3. Κύρια εξαρτήματα ενός μετασχηματιστή 11 kV βυθισμένου σε λάδι

3.1 Μαγνητικός πυρήνας

Ο πυρήνας είναι κατασκευασμένος από λεπτά, ελασματοποιημένα φύλλα σιλικόνης-με προσανατολισμό σε κόκκους για την ελαχιστοποίηση των απωλειών δινορευμάτων και υστέρησης. Οι κοινές βασικές δομές περιλαμβάνουν:

Τύπος πυρήνα: Περιελίξεις περιβάλλουν τα άκρα του πυρήνα, τυπικά για μετασχηματιστές διανομής.

Τύπος κελύφους: Ο πυρήνας περιβάλλει τις περιελίξεις, που χρησιμοποιείται για ειδικές εφαρμογές χαμηλής-υψηλής- τάσης ρεύματος.

3.2 Περιελίξεις

Περιέλιξη υψηλής-τάσης (HV).: Σχεδιασμένο για είσοδο 11kV, κατασκευασμένο από αγωγούς χαλκού ή αλουμινίου με πολλαπλές στροφές.

Περιέλιξη χαμηλής-τάσης (LV).: Σχεδιασμένο για έξοδο 400V/230V, με λιγότερες στροφές αλλά μεγαλύτερη-διατομή αγωγού για να χειρίζεται υψηλότερα ρεύματα. Τα τυλίγματα μονώνονται με χαρτί, πιεστήριο και άλλα διηλεκτρικά υλικά πριν από τη βύθιση σε λάδι.

3.3 Δεξαμενή λαδιού

Μια σφραγισμένη χαλύβδινη δεξαμενή συγκρατεί το λάδι του μετασχηματιστή και προστατεύει τα εσωτερικά εξαρτήματα από υγρασία, σκόνη και μηχανικές βλάβες. Η επιφάνεια της δεξαμενής είναι συχνά κυματοειδής ή εφοδιασμένη με καλοριφέρ για να αυξηθεί η περιοχή απαγωγής θερμότητας.

3.4 Δεξαμενή Συντηρητή

Τοποθετημένο στην κορυφή της κύριας δεξαμενής και συνδεδεμένο μέσω σωλήνα, ο συντηρητής φιλοξενεί τη διαστολή και τη συστολή του μονωτικού λαδιού που προκαλείται από αλλαγές θερμοκρασίας, αποτρέποντας την υπερχείλιση λαδιού και μειώνοντας την επαφή με τον αέρα.

3.5 Δοχείο

Οι δακτύλιοι από πορσελάνη ή από σύνθετο υλικό παρέχουν μονωμένες ηλεκτρικές διόδους-για συνδέσεις HV και LV μεταξύ των εσωτερικών περιελίξεων και των εξωτερικών γραμμών τροφοδοσίας. Η πλευρά HV 11kV χρησιμοποιεί δακτυλίους υψηλότερης-ονομασίας από την πλευρά LV.

3.6 Πατήστε Changer

Οι περισσότεροι μετασχηματιστές διανομής 11 kV περιλαμβάνουν έναν διακόπτη στρόφιγγας εκτός κυκλώματος στην περιέλιξη HV, συνήθως με βρύσες τάσης ±2×2,5% ή ±5%. Επιτρέπει τη ρύθμιση της αναλογίας τάσης κατά τη διάρκεια των συνθηκών απενεργοποίησης για την αντιστάθμιση των διακυμάνσεων της τάσης του συστήματος.

3.7 Προστατευτικές συσκευές

Ρελέ Buchholz: Ρελέ που λειτουργεί με αέριο- και{1}}ροή-πετρελαίου που ανιχνεύει εσωτερικά σφάλματα, όπως το τόξο και τη βλάβη της μόνωσης.

Βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης: Απελευθερώνει την υπερβολική εσωτερική πίεση κατά τη διάρκεια σοβαρών εσωτερικών βλαβών για να αποτρέψει τη θραύση της δεξαμενής.

Ένδειξη στάθμης λαδιού: Δείχνει τη στάθμη λαδιού στη μονάδα συντήρησης.

Δείκτες θερμοκρασίας: Παρακολουθήστε την περιέλιξη και τις κορυφαίες{0}}θερμοκρασίες λαδιού.

4. Γιατί 11kV; Σημασία του επιπέδου τάσης

Έντεκα κιλοβολτ είναι μια τυπική κύρια τάση διανομής που επιλέγεται για βέλτιστη ισορροπία μεταξύ:

Απόδοση μετάδοσης: Η υψηλότερη τάση μειώνει τις απώλειες ρεύματος γραμμής και I²R στους τροφοδότες διανομής.

Ασφάλεια και κόστος: Τα 11kV είναι χαμηλότερα από τις υπο-τάσεις μετάδοσης (33kV, 66kV), μειώνοντας το κόστος μόνωσης, τις απαιτήσεις εκκαθάρισης και τους κινδύνους ασφαλείας σε κατοικημένες περιοχές.

Τυποποίηση πλέγματος: Είναι ευθυγραμμισμένο με τους εθνικούς κώδικες δικτύου σε πολλές περιοχές, απλοποιώντας την εναλλαξιμότητα και τη συντήρηση του εξοπλισμού.

Οι συνήθεις δευτερεύουσες τάσεις που συνδυάζονται με πρωτεύουσες τάσεις 11 kV περιλαμβάνουν 400 V (τρεις-γραμμή τριών φάσεων-προς-γραμμή) και 230 V (μονοφασική{-γραμμή-προς-ουδέτερη), που ταιριάζουν με τυπικές τάσεις χρήσης.

5. Μετασχηματιστές βυθισμένου σε λάδι έναντι ξηρού τύπου

表格

Για εφαρμογές σε εξωτερικούς χώρους-τοποθετημένος σε πόλο, σε επιθέματα-και σε υποσταθμούς, η σχεδίαση εμβαπτισμένη στο λάδι παραμένει κυρίαρχη λόγω της ανώτερης ψύξης, του χαμηλότερου κόστους και της αποδεδειγμένης-μακροπρόθεσμης αξιοπιστίας του.

6. Βασικές Τεχνικές Προδιαγραφές

Οι τυπικές παράμετροι για έναν τυπικό μετασχηματιστή διανομής βυθισμένου σε λάδι 11 kV περιλαμβάνουν:

Πρωτεύουσα τάση: 11kV (11.000V) ± βρύσες

Δευτερεύουσα τάση: 0,4kV / 0,23kV (400V / 230V)

Συχνότητα: 50Hz ή 60Hz ανάλογα με την περιοχή

Φάση: 3-φασικό (πιο συνηθισμένο) ή 1-φασικό

Αξιολογήσεις ισχύος: 50kVA, 100kVA, 200kVA, 315kVA, 500kVA, 630kVA, 1000kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA

Διανυσματική ομάδα: Dyn11 (πιο συνηθισμένο για διανομή)

Κατηγορία ψύξης: ONAN (Oil Natural Air Natural) ως στάνταρ. ONAF για μεγαλύτερες μονάδες

Κατηγορίες απώλειας: Καθορίζεται από πρότυπα όπως IEC 60076, GB/T 6451, συμπεριλαμβανομένης της μη-απώλειας φορτίου και απώλειας φορτίου

Τάση αντίστασης: Συνήθως 4% για τις αξιολογήσεις διανομής

7. Τυπικές εφαρμογές

Οι μετασχηματιστές βυθισμένοι σε λάδι 11 kV βρίσκονται σε ένα ευρύ φάσμα σεναρίων:

Διανομή κατοικιών: Pole-μονταρισμένοι μετασχηματιστές που τροφοδοτούν γειτονιές και χωριά.

Εμπορικά κτίρια: Εμπορικά κέντρα, γραφεία και ξενοδοχεία.

Βιομηχανικές εγκαταστάσεις: Εργοστάσια, εργαστήρια και τοποθεσίες εξόρυξης.

Αγροτική ηλεκτροδότηση: Απομακρυσμένες περιοχές με εναέριες γραμμές 11kV.

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: Σύνδεση δικτύου μικρών ηλιακών πάρκων και ανεμογεννητριών.

Υποδομή: Φωτισμός δρόμων, αντλιοστάσια νερού και βοηθητικό ρεύμα σιδηροδρόμων.

8. Βασικά στοιχεία εγκατάστασης και συντήρησης

Θέματα εγκατάστασης

Επιλέξτε μια καλά-αεριζόμενη τοποθεσία χωρίς διαβρωτικά αέρια και υπερβολική σκόνη.

Εξασφαλίστε τη σωστή βάση που μπορεί να υποστηρίξει όλο το βάρος της μονάδας με λάδι-.

Διατηρήστε ασφαλείς αποστάσεις απόστασης από τους ηλεκτροφόρους ακροδέκτες 11 kV σύμφωνα με τους τοπικούς ηλεκτρικούς κωδικούς.

Πραγματοποιήστε διήθηση και στέγνωμα λαδιού πριν ενεργοποιήσετε έναν νέο ή αποθηκευμένο μετασχηματιστή.

Συντήρηση ρουτίνας

Οπτική επιθεώρηση: Ελέγξτε για διαρροές λαδιού, διάβρωση και κατεστραμμένους δακτυλίους.

Παρακολούθηση στάθμης λαδιού: Διατηρήστε το σωστό επίπεδο στον συντηρητή.

Δοκιμή ποιότητας λαδιού: Ελέγχετε περιοδικά τη διηλεκτρική αντοχή, την περιεκτικότητα σε υγρασία και την οξύτητα. φιλτράρετε ή αντικαταστήστε το λάδι όπως χρειάζεται.

Παρακολούθηση θερμοκρασίας: Παρακολουθήστε τις θερμοκρασίες λαδιού και περιέλιξης στην κορυφή-υπό φορτίο.

Έλεγχοι στεγανότητας: Επιθεωρήστε τις φλάντζες, τις τσιμούχες και τις βιδωμένες συνδέσεις.

Δοκιμή συσκευής προστασίας: Δοκιμάστε το ρελέ Buchholz, τη βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης και τους δείκτες θερμοκρασίας.

Με την κατάλληλη συντήρηση, ένας μετασχηματιστής βυθισμένος σε λάδι 11 kV μπορεί να λειτουργήσει αξιόπιστα για 30 χρόνια ή περισσότερο.

9. Θέματα ασφάλειας και περιβάλλοντος

Πυρασφάλεια: Το ορυκτέλαιο είναι εύφλεκτο. εγκαταστήστε πυροφράγματα και διατηρήστε διαθέσιμους πυροσβεστήρες για υπαίθριους υποσταθμούς.

Πρόληψη διαρροής πετρελαίου: Χρησιμοποιήστε δεξαμενές συγκράτησης ή δοχεία λαδιού για να συλλέξετε διαρροές και να αποτρέψετε τη μόλυνση του εδάφους και του νερού.

Διάθεση: Τα απόβλητα λιπαντικών μετασχηματιστών πρέπει να αντιμετωπίζονται ως επικίνδυνα απόβλητα και να ανακυκλώνονται ή να απορρίπτονται σύμφωνα με τους περιβαλλοντικούς κανονισμούς.

Ζωντανή δουλειά: Τα 11kV ενέχουν σοβαρό κίνδυνο ηλεκτροπληξίας. να ακολουθείτε πάντα τις διαδικασίες lockout/tagout και να χρησιμοποιείτε τα κατάλληλα ΜΑΠ.

10. Περίληψη

Ο μετασχηματιστής πετρελαίου 11 kV είναι ο ακρογωνιαίος λίθος των σύγχρονων δικτύων διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Μειώνει αποτελεσματικά την ισχύ μέσης-τάσης σε επίπεδα ασφαλούς χρήσης, χρησιμοποιώντας μονωτικό λάδι τόσο για διηλεκτρική μόνωση όσο και για θερμική ψύξη. Η στιβαρή κατασκευή, η αποδεδειγμένη αξιοπιστία και η{4}}αποτελεσματικότητά του το καθιστούν την προτιμώμενη επιλογή για υπαίθριους υποσταθμούς διανομής, εγκαταστάσεις σε πόλο-και βιομηχανική παροχή ρεύματος παγκοσμίως.

Η κατανόηση της αρχής λειτουργίας, των εξαρτημάτων, των προδιαγραφών και των απαιτήσεων συντήρησης είναι απαραίτητη για τους ηλεκτρολόγους μηχανικούς, τους χειριστές κοινής ωφελείας και τους διαχειριστές εγκαταστάσεων που είναι υπεύθυνοι για την ασφαλή και συνεχή παροχή ενέργειας.