Que son os esenciais para a selección e instalación de transformadores de tensión AIS ao aire libre de 66kV
Ola a todos! Son James, un profesional con máis de 10 anos de experiencia instalando transformadores de tensión. Hoxe, quero falar sobre a selección e instalación de transformadores de tensión de Air Insulated Switchgear (AIS) en subestacións exteriores de 66kV.
Estes dispositivos son cruciais para a medida e a protección nos sistemas eléctricos. A súa selección e instalación adecuadas afectan directamente a seguridade e estabilidade da rede eléctrica enteira. Con o avance da tecnoloxía de redes inteligentes, os transformadores de tensión AIS electrónicos están convértendose gradualmente na opción preferida. Ofrecen moitas características inteligentes, pero tamén viñen con maiores requisitos de instalación e mantemento.
1. Factores Clave na Selección dun Transformador de Tensión AIS
Comecemos coa función e aplicación — esta é a consideración máis importante ao seleccionar un transformador de tensión.
Os transformadores de tensión protexidos necesitan un rango dinámico amplo. Xeralmente, escolleríamos a clase de precisión 10P cunha capacidade nominal de arredor de 5VA. Isto asegura a transmisión precisa do sinal mesmo baixo condicións anómalas como cortocircuitos.
Por outro lado, os transformadores de tensión de medida requiren alta precisión. Xeralmente optamos por a clase 0.2S ou superior, cunha capacidade nominal de polo menos 10VA, para cumprir as demandas de contabilización de enerxía e monitorización do sistema.
Co desenvolvemento das redes inteligentes, os transformadores de tensión electrónicos están gañando popularidade nas subestacións de 66kV debido ás súas capacidades de saída dixital, especialmente en entornos onde se require integración con sistemas de protección dixitais.
Agora, veamos o nivel de tensión e a forma estrutural. A 66kV, que cae na categoría de media tensión (3kV–110kV), xeralmente usanse estructuras monofásicas ou trifásicas.
Para sistemas de cableado principal simples, dúas transformadores monofásicos conectados en tensión fase-a-fase ou conexión V/V funcionan ben.
En subestacións que requiren monitorización de aislamento, é mellor usar un transformador de tensión trifásico de cinco núcleos e tres bobinas ou tres transformadores monofásicos de tres bobinas conectados en configuración Y/Y-Δ. Esta configuración permite a medida da tensión de liña e a filtraxe da tensión de secuencia cero a través da bobina delta aberta, monitorizando eficazmente a condición de aislamento do sistema.
Despois está o tipo de aislamento e a selección do dieléctrico — un factor central para a operación segura ao aire libre. Os transformadores de tensión de 66kV tradicionais xeralmente usan aislamento embebido en óleo ou resina colada, pero os modelos modernos de AIS prefieren diseños aislados con gas.
Segundo a última norma nacional GB/T 20840.11-2025, para transformadores de tensión AIS exteriores de 66kV e superiores, agora recoméndase o aislamento con gas SF₆/N₂ mixto en lugar de gas SF₆ puro. ¿Por que? Porque o SF₆ puro pode facilmente liquefacese en entornos de baixa temperatura, especialmente abaixo de -25°C. O gas mixto (xeralmente 20%–30% de SF₆) resolve este problema mentres reduci os gases de efecto invernadero.
Os transformadores aislados con gas deben usar tanques de gas soldados de acero inoxidable e estruturas de selado de dobre anel O para asegurar un buen hermetismo incluso en condicións exteriores adversas. Tamén, considere a adaptabilidade ambiental do medio aislante — cousas como resistencia aos elementos e polución — para manexar diferentes condicións climáticas nas rexións.
2. Requisitos Técnicos para a Instalación de Transformadores de Tensión AIS
Agora, pasemos á instalación — outro paso crucial que necesita un estricto adempeño das normas técnicas.
Ao escoller a localización de instalación, aquí hai algúns puntos clave:
O transformador de tensión debe instalarse entre a saída do equipo de alta tensión e o equipo de distribución, asegurando unha medida precisa da tensión.
Debe colocarse preto da barra de distribución ou saída do transformador, pero manter un espazo mínimo de 1.5 metros de interruptores desligadores, disxuncións, etc., para evitar interferencias electromagnéticas e vibración mecánica.
A altura de instalación debe seguir as pautas de deseño da subestación — xeralmente máis alta que o equipo circundante para reducir a acumulación de contaminación e asegurar unha boa ventilación, evitando o sobreaquecemento que poda degradar o rendemento do aislamento.
Se varios transformadores de tensión están operando en paralelo, asegúrese de que estean aislados uns dos outros para evitar interferencias mútuas.
O seguinte é a configuración de aterrado, que é esencial para a instalación segura.
O sistema de aterrado para transformadores de tensión AIS exteriores de 66kV debe seguir o principio de "aterrado en un só punto":
O punto neutro da bobina primaria debe estar aterrado de maneira confiable — especialmente en configuracións en estrela. Isto é fundamental para prevenir sobretensións e asegurar a seguridade do sistema.
O circuito secundario debe aterrarse só en un punto — xeralmente no bloque terminal no cuarto de control — para evitar correntes circulares ou disparos falsos causados polo aterrado en múltiples puntos.
Un dos terminais da bobina terciaria (bobina delta aberta) tamén debe aterrarse só en un punto, e non se debe inserir ningún dispositivo comutável no conducto de aterrado.
Para transformadores aislados con gas, debe prestar atención especial ao deseño de aterrado da membrana antidesintegración. Use materiais anti-envellecementos e resistentes á corrosión, e asegure un aterrado sólido para prevenir danos por acumulación de auga ou levantamento por xeo. Ademais, instale cubrechuvas nos relés de densidade de gas SF₆ e asegúrese de que permitan a calibración sen desmontaxe, mellorando a fiabilidade operativa.
Finalmente, a selección e instalación de fusibles deben coincidir coas especificacións do equipo.
O lado primario dun transformador de tensión AIS exterior de 66kV debe equiparse cun fusible RW10-35/0.5 de caída, cunha corrente nominal de 0.5A e capacidade de interrupción de 1000MVA. Isto protexe o transformador de correntes de cortocircuito.
Instale o fusible vertical ou horizontal, asegurando que o tubo de fusible estea firmemente conectado ao bushing de porcelana para evitar un mal contacto debido a aflojamentos.
Os fusibles do lado secundario deben escollerse baseándose na impedancia de carga, xeralmente usando fusibles estándar. Pero, evite conectar calquera posible punto de ruptura (como separadores) no circuito secundario para prevenir a retroalimentación de tensión que poida danar o equipo.
Para transformadores de tensión AIS electrónicos, consideracións adicionais inclúen a protección do bucle de fibra óptica — como medidas antivibración e antihumedade — para asegurar a integridade do sinal.
3. Normas para a Instalación e Mantemento de Transformadores de Tensión AIS
A estandarización da instalación e mantemento é a base da operación segura.
Segundo GB/T 20840.11-2025, os transformadores de tensión AIS de 66kV e superiores deben cumprir requisitos estrictos de resistencia mecánica, tolerancia de temperatura e rendemento de sellado. Durante o transporte, deben instalarse sensores de vibración de 10g. Para lotes de máis de 10 unidades, instale dous por vehículo; para menos de 10, instale un. Ao chegar, verifique os datos de vibración. Se algún sensor rexistra máis de 10g ou caeu, devólva a unidade para inspección interna.
Para o mantemento, as probas preventivas regulares son cruciais:
Realice probas de resistencia de aislamento
Realice medidas de descargas parciais
Realice probas de curvas de excitación
Isto asegura que o equipo cumpra coas especificacións de rendemento. Para transformadores aislados con gas, realice regularmente probas de humidade do gas SF₆ e detección de fugas en vivo. En algunhas ocasións, acorte o ciclo de inspección.
Durante o primeiro mes despois da puesta en servizo, realice inspeccións en vivo. Despois, inspeccione trimestralmente para asegurar que a calidade do gas cumpra coas normas.
Ao tratar fallos, siga procedimentos estandarizados:
Se un fusible salta, primeiro verifique o fusible do lado secundario. Se salta de novo despois da substitución, significa que hai un fallo grave no circuito secundario — investigue a fondo.
Se a presión do gas diminúe de súpeto, saca a unidade de servizo inmediatamente para detección de fugas e reparación, evitando a continuación da operación que poida comprometer o aislamento.
4. Resumo
En resumo, aquí están os puntos clave a recordar ao seleccionar e instalar transformadores de tensión AIS:
Defina claramente a función: os tipos protexidos usan clases de amplio rango como 5TPE; os tipos de medida usan clases de alta precisión como 0.2S; os tipos electrónicos deben considerar a compatibilidade de saída dixital.
Escolla a estrutura adecuada baseándose no nivel de tensión e nas características do sistema — configuracións V/V ou trifásicas de cinco patas — e asegúrese de que o método de aterrado neutro coincide co sistema.
Seleccione medios de aislamento adecuados baseándose nas condicións ambientais. Para sistemas exteriores de 66kV, dé prioridade ao aislamento con gas SF₆/N₂ mixto para evitar riscos de liquefación con SF₆ puro en climas fríos.
Instale preto das saídas de equipos de alta tensión, pero manténgase a un mínimo de 1.5 metros de interruptores e disxuncións para asegurar ventilación e estabilidade mecánica.
Siga a regra de "aterrado en un só punto" para as bobinas primaria, secundaria e terciaria para evitar correntes circulares.
Adequate os fusibles ás especificacións do equipo: RW10-35/0.5 para o lado primario, fusibles estándar para o lado secundario, e asegure unha instalación segura.
A medida que a tecnoloxía continúa evolucionando, así o fan os transformadores de tensión AIS. Meloras no aislamento con gas, madurez das tecnoloxías de sensorización electrónica e a adopción de sistemas de monitorización inteligentes, todo contribúe a soluciones máis seguras, fiables e eficientes para subestacións exteriores de 66kV.
Mirando cara ao futuro, novos materiais e procesos de fabricación mellorarán ainda máis o rendemento destes transformadores, facéndoos máis adaptados ao ambiente e máis inteligentes. A medida que as regulacións ambientais se endurecen, o aislamento con gas mixto e os transformadores pasivos de baixa potencia serán máis ampliamente adoptados, impulsando a industria eléctrica cara a un desenvolvemento máis verde e sustentable.
Espero que este artigo axude a entender mellor os aspectos esenciais da selección e instalación de transformadores de tensión AIS. Se ten calquera pregunta ou quere compartir as súas propias experiencias, non dubide en deixar un comentario ou enviarme unha mensaxe. Aprendamos xuntos e crezcamos xuntos!
— James
