Kateri so bistveni elementi za izbiro in namestitev 66kV zunanjih AIS napetostnih transformatorjev
Pozdravljeni vsem! Sem James, strokovnjak z več kot 10 leti izkušenj s nameščanjem napetostnih preoblikovalnikov. Danes želim govoriti o izbiri in namestitvi napetostnih preoblikovalnikov z zračno izolacijo (AIS) v zunanjih podstanicah na 66 kV.
Ti napravi so ključne za merjenje in zaščito v električnih sistemih. Pravilna izbira in namestitev neposredno vplivata na varnost in stabilnost celotnega električnega omrežja. Z napredkom tehnologije pametnega omrežja postajajo elektronski napetostni preoblikovalniki AIS vse bolj priljubljeni izbor. Nudi veliko pametnih funkcij, toda tudi višje zahteve za namestitev in vzdrževanje.
1. Ključni faktorji pri izbiri napetostnega preoblikovalnika AIS
Začnimo s funkcijo in uporabo – to je najpomembnejša razmisleka pri izbiri napetostnega preoblikovalnika.
Napetostni preoblikovalniki za zaščito potrebujejo širok dinamični obseg. Običajno izberemo natančnostni razred 10P z imenitno močjo okoli 5 VA. To zagotavlja natančno prenoso signala tudi pri nenormalnih stanjih, kot so kratki zapori.
Napetostni preoblikovalniki za merjenje pa zahtevajo visoko natančnost. Običajno izberemo razred 0.2S ali višji, z imenitno močjo vsaj 10 VA, da bi zadostili zahtevam za merjenje energije in nadzor sistema.
Z razvojem pametnih omrežij se elektronski napetostni preoblikovalniki v podstanicah na 66 kV pridobivajo večjo priljubljenost zaradi svojih digitalnih izhodnih zmogljivosti, zlasti v okoljih, kjer je potrebna integracija z digitalnimi sistemi zaščite.
Naslednje poglednimo napetostni nivo in strukturno obliko. Na 66 kV, ki spada v srednji napetostni nivo (3 kV–110 kV), se običajno uporabljajo enofazni ali trifazni strukturi.
Za preproste glavne vezave deluje dobro dva enofazna preoblikovalnika, povezana v fazno napetost ali V/V vezavo.
V podstanicah, kjer je potrebno nadzirati izolacijo, je bolje uporabiti en trifazni petjedrski trije navoji napetostni preoblikovalnik ali tri enofazna trije navoji preoblikovalnika, povezana v Y/Y-Δ konfiguracijo. Ta nastavitev omogoča merjenje faze napetosti in filtriranje ničelne vrste napetosti preko odprtega delta navoja, kar učinkovito nadzira stanje izolacije sistema.
Nato je vrsta izolacije in dielektrična izbira – ključni dejavnik za varno zunanjo operacijo. Tradicionalni napetostni preoblikovalniki na 66 kV pogosto uporabljajo maslovanu ali litino izolacijo, toda sodobni modeli AIS preferirajo plinsko izolacijo.
Glede na najnovejši nacionalni standard GB/T 20840.11-2025 se za zunanje napetostne preoblikovalnike AIS na 66 kV in višje zdaj priporoča mešanica SF₆/N₂ namesto čistega plina SF₆. Zakaj? Ker se čisti SF₆ lahko lako teče v nizkotemperaturnih okoljih, zlasti pod -25°C. Mešanica (običajno 20%–30% SF₆) reši ta problem in zmanjša izpusti toplogrednih plinov.
Plinsko izolirani preoblikovalniki bi morali uporabljati nerjaveči varne plinski rezervoari in dvojni O-obročni zategalni sistem, da zagotovijo dobro zatečnost tudi v težkih zunanjih pogojih. Tudi razmislite o okoljski prilagodljivosti izolacijskega medija – stvari, kot so odpornost na vremenske pogoje in onesnaženost – za obravnavanje različnih klimatskih pogojev po regijah.
2. Tehnični zahtevi za namestitev napetostnih preoblikovalnikov AIS
Nedavno se premaknimo k namestitvi – drugo ključno korak, ki zahteva strogo sledenje tehničnim standardom.
Pri izbiri lokacije namestitve so tu nekateri ključni točki:
Napetostni preoblikovalnik bi moral biti nameščen med izhodom visokonapetostne opreme in distribucijsko opremo, da zagotovi natančno merjenje napetosti.
Bi moral biti postavljen blizu busbarja ali izhoda transformatorja, toda ohraniti vsaj 1,5 metra prostor od ločevalnikov, prepovednic, itd., da se izogne elektromagnetski motnji in mehanskim vibracijam.
Višina namestitve bi morala slediti smernicam za dizajn podstanic – običajno višja od okoliške opreme, da zmanjša nakopičevanje onesnaženosti in zagotovi dobro ventilacijo, preprečevanje pregrevanja, ki bi lahko poškodovalo izolacijo.
Če operirajo več napetostnih preoblikovalnikov vzporedno, zagotovite, da so med seboj izolirani, da se prepreči vzajemna motnja.
Naslednje je konfiguracija zemljanja, ki je ključna za varno namestitev.
Sistem zemljanja za zunanje napetostne preoblikovalnike AIS na 66 kV mora slediti principu "enotočkovnega zemljanja":
Neutralna točka primarnega navoja mora biti zanesljivo zemljena – zlasti v zvezdičnih vezavah. To je temeljno za preprečevanje previsoke napetosti in zagotavljanje varnosti sistema.
Sekundarni krug mora biti zemljen le v eni točki – običajno na terminalnem bloku v kontrolni sobi – da se izogne cirkulirajočim tokom ali lažnim odpovednim dejanjem zaradi večtočkovnega zemljanja.
Ena od terminalov tercijarnega navoja (odprt delta navoj) mora biti tudi zemljena v eni točki, in v zemljeni vodi ne bi smela biti vstavljena nobena preklopna naprava.
Za plinsko izolirane preoblikovalnike je treba posebno pozornost posvetiti zemljenju eksplozivnega membrana. Uporabite material, ki je odporen na staranje in korozijo, in zagotovite trdno zemljenje, da se prepreči poškodbe zaradi nagomilavanja vode ali zamrznovanja. Namestite tudi pokrov za zaščito pred deževjem na relaju za gostoto SF₆ in zagotovite, da omogoča kalibracijo brez razmontaže, kar izboljša zanesljivost delovanja.
Končno, izbira in namestitev preplavljalnikov mora ustrezati parametrom opreme.
Primarna stran zunanjega napetostnega preoblikovalnika AIS na 66 kV bi morala biti opremljena z RW10-35/0.5 padajočim preplavljalnikom, z imenitnim tokom 0.5 A in prekinitveno zmogljivostjo 1000 MVA. To zaščiti preoblikovalnik pred kratkimi zapori.
Namestite preplavljalnik vertikalno ali horizontalno, da zagotovite tesno povezavo preplavljalni cevi z porcelanskim rožkom, da se prepreči slaba stikovanja zaradi luščenja.
Sekundarni preplavljalniki bi morali biti izbrani glede na impedanco bremena, običajno uporabljajo standardne preplavljalnike. Toda izogibajte se morebitnim prekinitvenim točkam (kot so ločevalniki) v sekundarnem krugu, da se prepreči povratna napetost, ki bi lahko poškodovala opremo.
Za elektronske napetostne preoblikovalnike AIS dodatne razlage vključujejo zaščito vlaknovnih zank – kot so protivvibracijske in protivvlage ukrepe – za zagotovitev integritete signala.
3. Standardi za namestitev in vzdrževanje napetostnih preoblikovalnikov AIS
Standardizacija namestitve in vzdrževanja je osnova varnega delovanja.
Glede na GB/T 20840.11-2025 morajo napetostni preoblikovalniki AIS na 66 kV in višje zadoščati strokim zahtevam za mehansko trdoto, temperaturno odpornost in zatečnost. Med transportom morajo biti nameščeni senzorji za vibracije 10g. Za partije več kot 10 enot, namestite dva na vozilo; za manj kot 10, namestite enega. Po prihodu preverite podatke o vibraciji. Če kakšen senzor preseže 10g ali je padel, vračajte enoto za notranje pregledovanje.
Za vzdrževanje je ključno redno preventivno testiranje:
Izvedite teste izolacijske upornosti
Izvedite meritve delnih razboženj
Izvedite teste vzbuževalnih krivulj
To zagotavlja, da oprema zadošča zahtevam. Za plinsko izolirane preoblikovalnike redno testirajte vlago SF₆ in izvedite živno detekcijo utrkle. V nekaterih primerih skrajšajte cikel pregledov.
Prvem mesecu po vpeljavi izvedite žive inspekcije. Nato inspekcije izvajajte četrtletno, da zagotovite, da kakovost plina ustrezata standardom.
Ko gre za obravnavanje napak, sledite standardiziranim postopkom:
Če preplavljalnik preplavlja, najprej preverite sekundarni preplavljalnik. Če ponovno preplavlja po zamenjavi, to pomeni, da je v sekundarnem krugu resna napaka – temeljito preučite.
Če hitro pada tlak plina, takoj preklopite enoto za detekcijo utrkle in popravilo, da se izogne nadaljnemu delovanju, ki bi lahko poškodovalo izolacijo.
4. Povzetek
Povzetek, tu so ključne točke, ki jih je treba upoštevati pri izbiri in namestitvi napetostnih preoblikovalnikov AIS:
Jasno določite funkcijo: zaščitne vrste uporabljajo širok spekter razredov, kot je 5TPE; merilne vrste uporabljajo visoko natančne razrede, kot je 0.2S; elektronske vrste bi morale upoštevati združljivost s digitalnimi izhodi.
Izberite ustrezno strukturo glede na nivo napetosti in lastnosti sistema – V/V ali trifazna petjedrska jedrska konfiguracija – in zagotovite, da je metoda zemljanja neutralne točke usklajena z sistemom.
Izberite primerno izolacijsko sredstvo glede na okoljske pogoje. Za zunanje sisteme na 66 kV prednost dajte mešanici SF₆/N₂, da se izogne tlačenju čistega SF₆ v hladnih klimatskih pogoji.
Namestite blizu izhoda visokonapetostne opreme, toda ohranite vsaj 1,5 metra oddaljenost od preklopnikov in prepovednic, da zagotovite ventilacijo in mehansko stabilnost.
Sledite pravilu "enotočkovnega zemljanja" za primarne, sekundarne in tercijarne navoje, da se izogne cirkulirajočim tokom.
Ujemajte preplavljalnike z specifikacijami opreme: RW10-35/0.5 za primarno stran, standardni preplavljalniki za sekundarno stran, in zagotovite trdno namestitev.
Ko tehnologija nadaljuje s svojim razvojem, se napetostni preoblikovalniki AIS tudi sami izboljšujejo. Izboljšave v plinski izolaciji, zrelosti elektronskih senzorskih tehnologij in sprejetje pametnih sistemov nadzora vse prispevajo k varnejšim, bolj zanesljivim in učinkovitem rešitvam za zunanje podstanice na 66 kV.
V prihodnosti bodo nove materiale in proizvodni procesi še bolj izboljšali delovanje teh preoblikovalnikov, kar jih bo naredilo bolj prilagodljive okolju in pametne. Ko se okoljske predpise številčijo, bo mešanica plinov in nizkonapetostni pasivni preoblikovalniki postali širše sprejeti, kar bo gospodarstvo s silo gospodarstva v smeri zelenjšega in bolj trajnostnega razvoja.
Upam, da ta članek pomaga bolje razumeti ključne elemente izbire in namestitve napetostnih preoblikovalnikov AIS. Če imate kakšna vprašanja ali želite deliti svoje izkušnje, svobodno komentirajte ali mi pošljite sporočilo. Učimo se skupaj in rastimo skupaj!
— James
