Aplikace bednových transformátorů v distribučních sítích

Elektrický princip a struktura pad-mountovaných transformátorových stanic

Elektrické schéma pad-mountované transformátorové stanice je znázorněno na obrázku 1.

Strukturní složení:

Americká pad-mountovaná kombinovaná transformátorová stanice je především tvořena pad-mountovaným transformátorem, který je rozdělen do přední a zadní části:

• Přední část (rozvaděč): Obsahuje vysoko/nízko-voltové terminálové bloky, vysoko-voltový zátěžový spínač, zapichovací pojistky, ovládací páčku pro vysoko-voltový odporový dělič, manometr, měřidlo hladiny oleje, olejový teploměr atd.

• Zadní část (olejová nádrž a chladiče): Uvnitř plně uzavřené olejové nádrže se nachází jádro transformátoru, cívky, vysoko-voltový zátěžový spínač a zapichovací pojistky. Jádro transformátoru obvykle používá třífázovou pětivojkovou konstrukci, která může být buď navinuté jádro nebo laminované jádro vyrobené z kvalitní studeného valeného orientovaného silikátového železa nebo vysokoeffektivních amorfických slitin. Nízko-voltové cívky mají foliovou strukturu, což zvyšuje odolnost transformátoru proti krátkým spojením, bleskovým impulzům a přetížením. Spojovací skupina je Dyn11.

• Uzavřená struktura: Plně uzavřená konstrukce nádrže zajišťuje ochranu. Olejové zátěžové spínače jsou k dispozici v různých typech, aby splňovaly požadavky radiálních nebo kruhových distribučních systémů.

Ochrana a struktura amerických pad-mountovaných transformátorových stanic

Americké pad-mountované transformátorové stanice jsou chráněny sériovým připojením záložního pojistného ochránce a zapichovací pojistiky. Záložní pojistný ochránec funguje pouze tehdy, když dojde k poruše v pad-mountované transformátorové stanici, chrání tak vysoko-voltovou linku. Zapichovací pojistka, s dvojitě citlivými pojistkami, praskne při krátkých spojeních, přetížení nebo příliš vysoké teplotě oleje na sekundární straně. Tento způsob ochrany je ekonomický, spolehlivý a snadno obsluhovatelný.

Vysoko-voltové terminály pad-mountované transformátorové stanice jsou vybaveny vložkami, jednoprostupnými vložkovými konektory a loketovými (ohnutými) kabelovými konektory, které mohou zpracovat zátěž 200 A. Živé části jsou uzavřeny uvnitř izolátorů, vytvářejí tak plně izolovanou strukturu, kde povrch terminálů není elektrifikován, což zajišťuje osobní bezpečnost. Kromě toho lze na loketový izolační vložkový konektor nainstalovat zapichovací kompozitní izolovaný metaloxidový ochránce. Tento ochránce je plně zastíněn, plně izolován a plug-and-play, což zajišťuje bezpečnost a usnadňuje snadnou instalaci. Může se přidat i přístroje jako indikátory života a indikátory poruch.

Charakteristiky pad-mountovaných transformátorů

Pad-mountované transformátory, nový typ transformátorů, které byly v posledních letech široce používány, se charakterizují spolehlivým dodávkám energie, rozumnou konstrukcí, rychlou a flexibilní instalací, snadnou obsluhou, malými rozměry a nízkými náklady. Mohou být použity jak venku, tak uvnitř budov, a jsou tedy široce použitelné v různých scénářích, jako jsou průmyslové parky, obytné komunity, obchodní centra a vysoké budovy. V porovnání s domácími pad-mountovanými transformátorovými stanicemi mají americké pad-mountované transformátorové stanice následující výhody a charakteristiky:

• Kompaktní rozměry: Jejich objem je přibližně třetina objemu domácích pad-mountovaných transformátorových stanic stejné kapacity.

• Plně uzavřené a izolované: S plně uzavřenou a izolovanou strukturou není potřeba izolačních mezery, což zajišťuje osobní bezpečnost a umožňuje jejich použití v podzemních distribučních prostředích.

• Versatilní použití: Mohou být použity jak v kruhových, tak v terminálních aplikacích, s pohodlnou konverzí, což zvyšuje spolehlivost dodávek energie.

• Silná přetížení schopnost: Můžou snést přetížení 2x nominální hodnoty po dobu 2 hodin nebo 1,6x po dobu 7 hodin bez ovlivnění jejich životnosti.

• Nízké ztráty: Jejich ztráty jsou nižší než u domácích S₉-typu transformátorů.

• Flexibilní kabelové konektory: Kabelové konektory mohou zpracovat proud 200 A. V nouzových situacích mohou sloužit jako zátěžové spínače a mají také charakteristiky odpojovacích spínačů, což poskytuje pohodlnou a flexibilní obsluhu.

• Dvojitá pojistková ochrana: Použití dvojitých pojistek snižuje provozní náklady. Pojistky v zapichovacích pojistkách jsou dvojitě citlivé (na teplotu a proud).

• Vysokoteplotní olej: Použití vysokoteplotního oleje (R-TEMP olej s teplotou vznícení až 312°C) umožňuje umístění uvnitř budov bez rizika požáru.

• Odpornost na korozi: Tělo transformátoru je navrženo proti korozi a je natřeno speciálnou barvou, což ho činí vhodným pro různé tvrdé prostředí, jako jsou oblasti s častými bouřemi a vysokou znečištěností.

• Vynikající elektrické vlastnosti: Díky Δ/Υ spojení a třífázové pětivojkové struktuře mají významné výhody, jako jsou vysoká kvalita napětí, stabilní neutrální bod, žádné zahřívání těla, nízký hluk a dobrá ochrana proti bleskům.

• Úspora plochy: Obvykle jsou umístěny v zelených pásmech, což ušetří prostor, který by jinak byl použit pro stavbu distribučních místností, a efektivně zlepší využití plochy.

Použití pad-mountovaných transformátorů
Výběr pad-mountovaných transformátorů

• Výběr kapacity: Určení kapacity zahrnuje faktory jako zátěž, investice, ztráty a životnost. Obecně, na základě pokrytí maximální zátěže s rezervou, se provádí ekonomické a technické srovnání mezi transformátory podobné kapacity, aby se vybral distribuční transformátor s nejnižšími celkovými náklady vlastnictví. Nominální kapacity amerických pad-mountovaných transformátorových stanic zahrnují 150, 225, 300, 500, 750, 1000, 1500 a 2000 kVA.

• Výběr typu: Pad-mountované transformátorové stanice jsou rozděleny na terminální typ a kruhový typ, hlavně určené typem zátěžového spínače.

• Umístění instalace: Existují dva typy izolačních olejů v pad-mountovaných transformátorových stanicích. Jeden je běžný minerální olej, jako je domácí transformátorový olej č. 25; druhý je R-TEMP olej (vysokoteplotní olej s teplotou vznícení 312°C). Pad-mountované transformátorové stanice naplněné R-TEMP olejem (s jasnou označkou na nízko-voltové straně) mohou být použity uvnitř budov, zatímco ty naplněné běžným olejem nemohou.

• Přizpůsobení nízko-voltové strany: Americké pad-mountované transformátorové stanice obecně neposkytují ochranu nízko-voltových větví a měření. Nicméně, ochranné spínače větví, měřicí přístroje a kompenzační zařízení lze přidat na nízko-voltové straně podle požadavků uživatele.

Inženýrský aplikační příklad

Jednotka v městské oblasti Kunming, která postavila nové bytové a kancelářské budovy, vybrala pad-mountovaný transformátor od americké společnosti COOPER. Model transformátoru je PMT-LO-500, s nominální kapacitou 500 kVA a nominálním napětím 10 kV/0,4 kV. Na nízko-voltové straně byly přidány tři proudotoky, jeden voltmetr, tři amperometry a čtyřcestné vývodní vzduchové spínače podle požadavků uživatelů a dodavatele energie. Byly nainstalovány úplně izolované, bezúdržbové kabelové rozvaděče COOPER, které mohou snést jakékoliv tvrdé prostředí a umožňují odpojování a připojování pod zátěží, na obou stranách pad-mountované transformátorové stanice, aby dodávaly energii každé budově. Pad-mountovaná transformátorová stanice a rozvaděče byly umístěny v zeleném pásu, harmonicky se zapojují do prostředí. Po více než roce provozu zaznamenali dodavatel energie i uživatelé dobré výsledky.

Poznámky k použití

Při výběru a použití pad-mountovaných transformátorových stanic je třeba dbát na typ pad-mountované transformátorové stanice, typ zátěžového spínače a požadavky uživatelů na nízko-voltové měřiče.

• Typy pad-mountovaných transformátorových stanic: Existují kruhový typ a terminální typ. Pro kruhové pad-mountované transformátorové stanice lze zátěžový spínač přepnout, aby dodával vysoko-voltový proud na druhý konec.

• Typy zátěžových spínačů: Zátěžové spínače jsou rozděleny na 2-polohový typ, 3-polohový typ a 4-polohový typ. Každý polohový typ má několik forem. Například 4-polohový typ zahrnuje T-typ a Y-typ, oba mohou být použity pro dvojí zásobování. T-typ lze použít v kruhových pad-mountovaných transformátorových stanicích, zatímco Y-typ lze použít pouze v terminálních pad-mountovaných transformátorových stanicích.

• Kontrola zapichovacích pojistek v nově nainstalovaných pad-mountovaných transformátorových stanicích: Při kontrole zapichovacích pojistek v nově nainstalovaných pad-mountovaných transformátorových stanicích je třeba pozorovat, zda ukazatel tlaku pad-mountované transformátorové stanice ukazuje nulu. Pokud ukazatel tlaku neukazuje nulu, je třeba nejdříve přepnout ventil pro odvod vzduchu, než budete zapichovat nebo vytahovat pojistky. Jinak může olej transformátoru vytrysknout.

Závěr

Pad-mountované transformátory jsou nezbytným elektrickým zařízením pro rekonstrukci městských elektřinových sítí, vývoj nemovitostí a výstavbu dodávek energie pro bydlení. Americké pad-mountované transformátorové stanice se staly první volbou pro městské distribuční transformátory díky svým unikátním vlastnostem a cenám srovnatelným s domácími protějšky. S jejich pohodlným použitím a mnoha výhodami získaly vysoké ocenění společnosti a uživatelů a staly se směrem vývoje malých městských stanic.