Что необходимо учитывать при выборе и установке наружных трансформаторов напряжения AIS 66 кВ?
Всем привет! Меня зовут Джеймс, я профессионал с более чем 10-летним опытом установки трансформаторов напряжения. Сегодня я хочу поговорить о выборе и установке воздушно-изолированных выключателей (AIS) трансформаторов напряжения на открытом воздухе в подстанциях 66 кВ.
Эти устройства критически важны для измерений и защиты в энергосистемах. Их правильный выбор и установка непосредственно влияют на безопасность и стабильность всей электрической сети. С развитием технологии умных сетей, электронные AIS трансформаторы напряжения постепенно становятся предпочтительным выбором. Они предлагают множество интеллектуальных функций, но также предъявляют более высокие требования к установке и обслуживанию.
1. Ключевые факторы при выборе AIS трансформатора напряжения
Начнем с функции и применения — это самый важный аспект при выборе трансформатора напряжения.
Защитные трансформаторы напряжения требуют широкого динамического диапазона. Обычно мы выбираем класс точности 10P с номинальной мощностью около 5 ВА. Это обеспечивает точную передачу сигнала даже при аномальных условиях, таких как короткое замыкание.
Измерительные трансформаторы напряжения, с другой стороны, требуют высокой точности. Обычно мы выбираем класс 0.2S или выше, с номинальной мощностью не менее 10 ВА, чтобы удовлетворить требования учета энергии и мониторинга системы.
С развитием умных сетей, электронные трансформаторы напряжения становятся все более популярными в подстанциях 66 кВ благодаря их цифровым выходным возможностям, особенно в средах, где требуется интеграция с цифровыми системами защиты.
Далее рассмотрим уровень напряжения и конструктивное исполнение. На уровне 66 кВ, который относится к среднему классу напряжения (3 кВ-110 кВ), обычно используются однофазные или трехфазные конструкции.
Для простых главных схем соединения два однофазных трансформатора, соединенные между фазами или в V/V конфигурации, работают хорошо.
В подстанциях, требующих мониторинга изоляции, лучше использовать либо один трехфазный пятижильный трехобмоточный трансформатор напряжения, либо три однофазных трехобмоточных трансформатора, соединенных в Y/Y-Δ конфигурации. Такая схема позволяет измерять линейное напряжение и фильтровать нулевую последовательность напряжения через открытую дельта-обмотку, эффективно контролируя состояние изоляции системы.
Затем идет тип изоляции и выбор диэлектрика — ключевой фактор для безопасной работы на открытом воздухе. Традиционные 66-кВ трансформаторы напряжения часто используют масляную или литую изоляцию, но современные модели AIS предпочитают газовую изоляцию.
Согласно последнему государственному стандарту GB/T 20840.11-2025, для внешних AIS трансформаторов напряжения 66 кВ и выше рекомендуется использовать смесь газов SF₆/N₂ вместо чистого газа SF₆. Почему? Потому что чистый SF₆ легко жидкотечет в условиях низких температур, особенно ниже -25°C. Смесь газов (обычно 20%-30% SF₆) решает эту проблему, снижая при этом выбросы парниковых газов.
Газовые трансформаторы должны использовать сварные газовые баки из нержавеющей стали и двойные уплотнительные кольца, чтобы обеспечить хорошую герметичность даже в суровых условиях на открытом воздухе. Также следует учитывать адаптивность изоляционного материала к окружающей среде — такие вещи, как устойчивость к погодным условиям и загрязнению, — чтобы справиться с различными климатическими условиями в разных регионах.
2. Технические требования к установке AIS трансформаторов напряжения
Теперь перейдем к установке — еще одному важному этапу, требующему строгого соблюдения технических стандартов.
При выборе места установки, вот некоторые ключевые моменты:
Трансформатор напряжения должен быть установлен между выходом высоковольтного оборудования и распределительным оборудованием, обеспечивая точное измерение напряжения.
Он должен быть размещен близко к шине или выходу трансформатора, но сохранять расстояние не менее 1,5 метра от разъединителей, выключателей и т. д., чтобы избежать электромагнитных помех и механических вибраций.
Высота установки должна соответствовать проектным нормам подстанции — обычно выше окружающего оборудования, чтобы уменьшить накопление загрязнений и обеспечить хорошую вентиляцию, предотвращая перегрев, который может ухудшить изоляционные свойства.
Если несколько трансформаторов напряжения работают параллельно, убедитесь, что они изолированы друг от друга, чтобы предотвратить взаимные помехи.
Следующий шаг — конфигурация заземления, которая является ключевым аспектом безопасной установки.
Система заземления для 66-кВ внешних AIS трансформаторов напряжения должна следовать принципу "одноточечного заземления":
Нейтральная точка первичной обмотки должна быть надежно заземлена, особенно в звезда-соединении. Это основа для предотвращения перенапряжения и обеспечения безопасности системы.
Вторичная цепь должна быть заземлена только в одной точке, обычно на терминальной колодке в помещении управления, чтобы избежать циркулирующих токов или ложных срабатываний, вызванных многоточечным заземлением.
Один из выводов третичной обмотки (открытая дельта-обмотка) также должен быть заземлен в одной точке, и в заземляющий проводник не должно быть включено никаких коммутируемых устройств.
Для газовых трансформаторов особое внимание следует уделить дизайну заземления взрывозащитной мембраны. Используйте материалы, устойчивые к старению и коррозии, и обеспечьте надежное заземление, чтобы предотвратить повреждения от скопления воды или пучения почвы. Также установите защитные крышки на реле плотности газа SF₆ и убедитесь, что они позволяют производить калибровку без демонтажа, что улучшает эксплуатационную надежность.
Наконец, выбор и установка предохранителей должны соответствовать параметрам оборудования.
На стороне первичной обмотки 66-кВ внешнего AIS трансформатора напряжения должен быть установлен падающий предохранитель RW10-35/0.5 с номинальным током 0.5 А и разрывной способностью 1000 МВА. Это защищает трансформатор от токов короткого замыкания.
Установите предохранитель вертикально или горизонтально, убедившись, что трубка предохранителя плотно соединена с фарфоровой втулкой, чтобы избежать плохого контакта из-за ослабления.
Предохранители на стороне вторичной обмотки следует выбирать в зависимости от нагрузочного сопротивления, обычно используя стандартные предохранители. Однако, избегайте подключения любых возможных точек разрыва (например, изоляторов) во вторичной цепи, чтобы предотвратить обратное напряжение, которое может повредить оборудование.
Для электронных AIS трансформаторов напряжения дополнительные соображения включают защиту оптоволоконных контуров — такие меры, как анти-вибрационная и влагозащитная, — чтобы обеспечить целостность сигнала.
3. Стандарты установки и обслуживания AIS трансформаторов напряжения
Стандартизация установки и обслуживания является основой безопасной эксплуатации.
Согласно GB/T 20840.11-2025, 66-кВ и выше AIS трансформаторы напряжения должны соответствовать строгим требованиям по механической прочности, термостойкости и герметичности. Во время транспортировки должны быть установлены датчики вибрации 10g. Для партий более 10 единиц установите два на каждое транспортное средство; для менее 10 единиц — один. По прибытии проверьте данные вибрации. Если какой-либо датчик зарегистрировал превышение 10g или был поврежден, отправьте устройство на внутренний осмотр.
Для обслуживания регулярное профилактическое тестирование крайне важно:
Проведите тесты сопротивления изоляции
Проведите измерения частичных разрядов
Проведите тесты кривых возбуждения
Это гарантирует, что оборудование соответствует требованиям по производительности. Для газовых трансформаторов регулярно проверяйте содержание влаги в газе SF₆ и выполняйте живые тесты на утечки. В некоторых случаях сокращайте интервалы проверок.
В течение первого месяца после ввода в эксплуатацию проводите живые проверки. После этого проверяйте ежеквартально, чтобы убедиться, что качество газа соответствует стандартам.
При обработке неисправностей следуйте стандартизированным процедурам:
Если предохранитель перегорает, сначала проверьте предохранитель на стороне вторичной обмотки. Если он снова перегорает после замены, это означает, что есть серьезная неисправность во вторичной цепи — проведите тщательное расследование.
Если давление газа внезапно падает, немедленно отключите устройство для поиска утечек и ремонта, избегая дальнейшей эксплуатации, которая может повредить изоляцию.
4. Заключение
В заключение, вот ключевые моменты, которые нужно помнить при выборе и установке AIS трансформаторов напряжения:
Четко определите функцию: защитные типы используют широкий диапазон классов, такие как 5TPE; измерительные типы используют высокоточные классы, такие как 0.2S; электронные типы должны учитывать совместимость с цифровыми выходами.
Выберите подходящую конструкцию в зависимости от уровня напряжения и характеристик системы — V/V или трехфазная пятижильная сердечниковая конфигурация — и убедитесь, что метод заземления нейтрали соответствует системе.
Выберите подходящие изоляционные материалы в зависимости от условий окружающей среды. Для 66-кВ внешних систем приоритет следует отдавать смеси газов SF₆/N₂, чтобы избежать рисков жидкофазирования чистого SF₆ в холодных климатах.
Установите близко к выходам высоковольтного оборудования, но на расстоянии не менее 1,5 метра от выключателей и разъединителей, чтобы обеспечить вентиляцию и механическую устойчивость.
Следуйте правилу "одноточечного заземления" для первичных, вторичных и третичных обмоток, чтобы избежать циркулирующих токов.
Соответствуйте предохранители параметрам оборудования: RW10-35/0.5 для первичной стороны, стандартные предохранители для вторичной стороны, и убедитесь, что установка надежна.
По мере развития технологий, так и AIS трансформаторы напряжения. Улучшения в газовой изоляции, зрелость электронных сенсорных технологий и внедрение умных систем мониторинга все больше способствуют более безопасным, надежным и эффективным решениям для 66-кВ внешних подстанций.
В будущем новые материалы и процессы производства еще больше улучшат производительность этих трансформаторов, делая их более адаптивными к окружающей среде и умными. С учетом ужесточения экологических норм, смешанная газовая изоляция и низкомощные пассивные трансформаторы будут все шире применяться, продвигая энергетическую отрасль к более экологичному и устойчивому развитию.
Надеюсь, эта статья поможет вам лучше понять основы выбора и установки AIS трансформаторов напряжения. Если у вас есть вопросы или вы хотите поделиться своим опытом, оставьте комментарий или отправьте мне сообщение. Давайте учиться вместе и расти вместе!
— Джеймс
