Які ключові аспекти вибору та встановлення 66 кВ зовнішніх АІС напругових перетворювачів
Всім привіт! Мене звати Джеймс, я професіонал з більш ніж 10-річним досвідом встановлення напругових перетворювачів. Сьогодні я хочу поговорити про вибір та встановлення повітряно ізольованих напругових перетворювачів (AIS) у 66кВ зовнішніх підстанціях.
Ці пристрої є критичними для вимірювання та захисту в енергетичних системах. Їх правильний вибір та встановлення безпосередньо впливає на безпеку та стабільність всієї електричної мережі. З розвитком технологій розумних мереж, електронні AIS напругові перетворювачі поступово стають переважним вибором. Вони надають багато інтелектуальних функцій, але також мають більш високі вимоги до встановлення та обслуговування.
1. Основні фактори при виборі AIS напругового перетворювача
Почнемо з функції та застосування — це найважливіший фактор при виборі напругового перетворювача.
Захисні напругові перетворювачі потребують широкого динамічного діапазону. Зазвичай ми обираємо клас точності 10P з номінальною потужністю близько 5ВА. Це забезпечує точне передавання сигналу навіть у ненормальних умовах, таких як короткозамклення.
Вимірювальні напругові перетворювачі, з іншого боку, потребують високої точності. Ми зазвичай вибираємо клас 0.2S або вище, з номінальною потужністю не менше 10ВА, щоб задовольняти вимоги вимірювання енергії та моніторингу системи.
З розвитком розумних мереж, електронні напругові перетворювачі набувають популярності в 66кВ підстанціях через свої цифрові вихідні можливості, особливо в середовищах, де потрібна інтеграція з цифровими системами захисту.
Далі, давайте розглянемо рівень напруги та конструктивну форму. На 66кВ, який входить до категорії середньої напруги (3кВ—110кВ), часто використовуються однофазні або трифазні конструкції.
Для простих основних схем проводки добре підходять два однофазні перетворювачі, з'єднані в напругу фаза-до-фази або V/V з'єднання.
На підстанціях, де потрібний контроль ізоляції, краще використовувати або один трифазний п'ятисердцевий тривитковий напруговий перетворювач, або три однофазні тривиткові перетворювачі, з'єднані в Y/Y-Δ конфігурацію. Така конфігурація дозволяє вимірювати лінійну напругу та фільтрувати нульову послідовну напругу через відкрите Δ-витка, ефективно контролюючи стан ізоляції системи.
Тоді йде тип ізоляції та вибір диелектрика — ключовий фактор для безпечного зовнішнього використання. Традиційні 66кВ напругові перетворювачі часто використовують масляну або затверджувану смолу для ізоляції, але сучасні моделі AIS віддають перевагу газовій ізоляції.
Згідно з останнім національним стандартом GB/T 20840.11-2025, для зовнішніх AIS напругових перетворювачів на 66кВ та вище тепер рекомендується SF₆/N₂ суміш газів замість чистого SF₆. Чому? Тому що чистий SF₆ легко змінює стан в рідину в умовах низької температури, особливо нижче -25°C. Суміш газів (зазвичай 20%—30% SF₆) вирішує цю проблему, зменшуючи викиди парникових газів.
Газові ізольовані перетворювачі повинні використовувати зварені з нержавіючої сталі газові резервуари та подвійні O-образні уплотнення, щоб забезпечити хорошу герметичність навіть в складних зовнішніх умовах. Також врахуйте адаптивність ізоляційного середовища — такі речі, як стійкість до погодних умов та забруднення, — щоб обробляти різні кліматичні умови в різних регіонах.
2. Технічні вимоги до встановлення AIS напругових перетворювачів
Тепер переходимо до встановлення — ще одного важливого кроку, який потребує строгого дотримання технічних стандартів.
При виборі місця встановлення, ось кілька ключових моментів:
Напруговий перетворювач повинен бути встановлений між виходом високонапігного обладнання та розподільчим обладнанням, забезпечуючи точне вимірювання напруги.
Він повинен бути розташований близько до шинопроводу або виходу трансформатора, але повинен зберігати хоча б 1.5 метри відстані від вимикачів, комутаторів тощо, щоб уникнути електромагнітних завад та механічних вібрацій.
Висота встановлення повинна відповідати проектним вказівкам підстанції — зазвичай вище, ніж оточуюче обладнання, щоб зменшити накопичення забруднення та забезпечити гарну вентиляцію, запобігаючи перегріву, який може погіршити характеристики ізоляції.
Якщо декілька напругових перетворювачів працюють паралельно, забезпечте їх ізоляцію одне від одного, щоб уникнути взаємних завад.
Далі йде конфігурація заземлення, яка є важливою для безпечного встановлення.
Система заземлення для 66кВ зовнішніх AIS напругових перетворювачів повинна дотримуватися принципу "одноточкового заземлення":
Нейтральна точка первинного витка повинна бути надійно заземлена — особливо в зірчастих конфігураціях. Це фундаментально для запобігання перенапруги та забезпечення безпеки системи.
Другорядний контур повинен бути заземлений лише в одній точці — зазвичай на термінальній клемній в керувальній кімнаті — щоб уникнути циркулюючих струмів або хибних спрацювань через багатоточкове заземлення.
Один з контактів третиного витка (відкритий Δ-виток) також повинен бути заземлений в одній точці, і не повинен бути вставлений жодний комутаційний пристрій в провід заземлення.
Для газово ізольованих перетворювачів особлива увага повинна приділятися проектуванню заземлення антидетонаційної мембрани. Використовуйте матеріали, що стійкі до старіння та корозії, і забезпечте надійне заземлення, щоб уникнути пошкодження від накопичення води або підняття від морозу. Також встановіть захисні кришки на реле густини газу SF₆, щоб дозволити їх калібрування без демонтажу, покращуючи надійність роботи.
Нарешті, вибір та встановлення предохранителів повинні відповідати параметрам обладнання.
Первинна сторона 66кВ зовнішнього AIS напругового перетворювача повинна бути оснащена падаючим предохранителем RW10-35/0.5, з номінальним струмом 0.5А та здатністю розриву 1000МВА. Це захищає перетворювач від струмів короткого замкнення.
Встановіть предохранитель вертикально або горизонтально, забезпечуючи тісне з'єднання трубки предохранителя з фарфоровою втулкою, щоб уникнути поганого контакту через розболтаність.
Предохранители другорядної сторони повинні вибиратися відповідно до опору навантаження, зазвичай використовуються стандартні предохранители. Однак, уникайте встановлення будь-яких можливих точок розриву (наприклад, вимикачів) в другорядному контурі, щоб уникнути зворотного напруги, що може пошкодити обладнання.
Для електронних AIS напругових перетворювачів, додаткові розгляди включають захист оптоволоконних петель — такі як захист від вібрації та вологи — для забезпечення цілісності сигналу.
3. Стандарти встановлення та обслуговування AIS напругових перетворювачів
Стандартизація встановлення та обслуговування є основою безпечного функціонування.
Згідно з GB/T 20840.11-2025, 66кВ та вище AIS напругові перетворювачі повинні відповідати строгим вимогам до механічної міцності, стійкості до температур та герметичності. Під час транспортування повинні бути встановлені датчики вібрації 10g. Для партій більше 10 одиниць, встановіть два на автомобіль; для менше 10, встановіть один. При приїзді перевірте дані вібрації. Якщо будь-який датчик записав значення понад 10g або випав, поверніть одиницю для внутрішнього огляду.
Для обслуговування, регулярні профілактичні випробування є важливими:
Проведіть випробування опору ізоляції
Проведіть вимірювання часткових розрядів
Проведіть випробування кривої намагнічування
Це забезпечує, що обладнання відповідає вимогам до продуктивності. Для газово ізольованих перетворювачів регулярно вимірюйте вологість газу SF₆ та проводьте живлення виявлення течій. В деяких випадках скоротіть цикл перевірок.
Протягом першого місяця після введення в експлуатацію проведіть живлення перевірки. Після цього перевіряйте щоквартально, щоб забезпечити, що якість газу відповідає стандартам.
Щодо вирішення аварій, дотримуйтесь стандартизованих процедур:
Якщо предохранитель перегорів, спочатку перевірте предохранитель другорядної сторони. Якщо він знову перегорить після заміни, це означає, що є серйозна поломка в другорядному контурі — детально розслідуйте.
Якщо тиск газу різко падає, негайно зніміть одиницю з експлуатації для виявлення течій та ремонту, уникайте продовження роботи, що може погіршити ізоляцію.
4. Підсумок
Отже, ось ключові моменти, які слід пам'ятати при виборі та встановленні AIS напругових перетворювачів:
Чітко визначте функцію: захисні типи використовують широкі класи, такі як 5TPE; вимірювальні типи використовують високоточні класи, такі як 0.2S; електронні типи повинні враховувати сумісність з цифровим виводом.
Оберіть відповідну конструкцію залежно від рівня напруги та характеристик системи — V/V або трифазна п'ятилегова конфігурація — та забезпечте, щоб метод заземлення нейтралі відповідав системі.
Оберіть відповідні ізоляційні середовища залежно від умов середовища. Для 66кВ зовнішніх систем пріоритет має SF₆/N₂ суміш газів, щоб уникнути ризику переходу в рідину чистого SF₆ у холодних климатичних умовах.
Встановіть біля виходу високонапігного обладнання, але зберігайте відстань принаймні 1.5 метри від вимикачів та комутаторів, щоб забезпечити вентиляцію та механічну стабільність.
Дотримуйтесь правила "одноточкового заземлення" для первинного, вторинного та третиного витків, щоб уникнути циркулюючих струмів.
Підберіть предохранители відповідно до специфікацій обладнання: RW10-35/0.5 для первинної сторони, стандартні предохранители для вторинної сторони, і забезпечте надійне встановлення.
З розвитком технологій, AIS напругові перетворювачі також розвиваються. Покращення газової ізоляції, зрілість електронних сенсорних технологій та впровадження розумних систем моніторингу всі разом вносять свій внесок у безпечніші, надійніші та ефективніші рішення для 66кВ зовнішніх підстанцій.
У майбутньому, нові матеріали та технології виробництва додатково підвищать продуктивність цих перетворювачів, роблячи їх більш адаптивними до середовища та розумними. Зі стисненням екологічних норм, суміш газів для ізоляції та низькопотужні пасивні перетворювачі стануть більш поширеними, сприяючи руху енергетичної галузі до більш зеленої та сталого розвитку.
Сподіваюся, ця стаття допоможе вам краще зрозуміти основи вибору та встановлення AIS напругових перетворювачів. Якщо у вас є питання або ви хочете поділитися своїм досвідом, будь ласка, залиште коментар або надішліть мені повідомлення. Давайте вчитися разом та рости разом!
— Джеймс
