Die Anwendung von Kastentransformatoren in Verteilnetzen

Elektrisches Prinzip und Aufbau von Blocktransformatorstationen

Das elektrische Schaltplan der Blocktransformatorstation ist in Abbildung 1 dargestellt.

Aufbau:

Eine amerikanische Blocktransformatorstation besteht hauptsächlich aus einem Blocktransformator, der in einen vorderen und hinteren Teil gegliedert ist:

• Vorderer Teil (Schaltkasten): Enthält Hoch- und Niederspannungsklemmblöcke, einen Hochspannungs-Lastschalter, Steckfusselemente, einen Betätigungshahn für den Hochspannungsschalter, einen Druckmesser, einen Ölstandsanzeiger, einen Öltemperaturmesser usw.

• Hinterer Teil (Ölbehälter und Kühlkörper): Beherbergt im vollständig versiegelten Ölbehälter das Kernstück des Transformators, die Wicklungen, den Hochspannungs-Lastschalter und die Steckfusselemente. Der Transformatorkörper verwendet in der Regel ein Drei-Phasen-Fünf-Schenkel-Kern-Design, das als gewickelter oder gestanzter Kern aus hochwertigen kaltgewalzten orientierten Siliziumstahlblechen oder hochleitfähigen amorphen Legierungsblechen hergestellt sein kann. Die Niederspannungswicklungen verwenden eine Folienstruktur, die die Widerstandsfähigkeit des Transformators gegen Kurzschlüsse, Blitzimpulse und Überlastungen erhöht. Die Verbindunggruppe ist Dyn11.

• Versiegelte Struktur: Das vollständig versiegelte Design des Behälters bietet Schutz. Es gibt verschiedene Arten von ölgetränkten Lastschaltern, um die Anforderungen an radial oder ringförmige Verteilungssysteme zu erfüllen.

Schutz und Struktur amerikanischer Blocktransformatorstationen

Amerikanische Blocktransformatorstationen sind durch eine Reihenschaltung eines Ersatzfussschutzes und eines Steckfusselements geschützt. Der Ersatzfussschutz greift nur bei Fehlern in der Blocktransformatorstation, um die Hochspannungsleitung zu schützen. Das Steckfusselement, das über doppelt sensible Fusselemente verfügt, löst sich aus, wenn Kurzschlüsse, Überlastungen oder zu hohe Ölteperaturen auf der Sekundarseite auftreten. Diese Schutzmethode ist wirtschaftlich, zuverlässig und einfach zu bedienen.

Die Hochspannungsklemmen der Blocktransformatorstation sind mit Isolatordüsen, Einwegdurchgangs-Düsenanschlüssen und Ellbogen (gebogene) Kabelanschlüssen ausgestattet, die eine Belastung von 200 A handhaben können. Die lebenden Teile sind in Isolatoren versiegelt, was eine vollständig isolierte Struktur bildet, bei der die Klemmflächen nicht elektrisch geladen sind, um die persönliche Sicherheit zu gewährleisten. Zusätzlich kann ein steckbarer kombiniert-isoliertes Metalloxid-Begrenzungselement auf der ellipsenförmigen Isolatordüse installiert werden. Dieses Begrenzungselement ist vollständig abgeschirmt, vollständig isoliert und plug-and-play, was die Sicherheit gewährleistet und eine einfache Installation ermöglicht. Zusätzliche Zubehörteile wie Lebendindikatoren und Fehlerindikatoren können ebenfalls hinzugefügt werden.

Merkmale von Blocktransformatorstationen

Blocktransformatorstationen, eine neue Art von Transformatorstationen, die in den letzten Jahren weit verbreitet sind, zeichnen sich durch eine zuverlässige Stromversorgung, einen vernünftigen Aufbau, schnelle und flexible Installation, einfache Bedienung, geringe Größe und niedrige Kosten aus. Sie können sowohl im Freien als auch im Innenbereich eingesetzt werden und finden daher in verschiedenen Szenarien wie Industrieparks, Wohnkomplexen, Einkaufszentren und Hochhäusern breite Anwendung. Im Vergleich zu heimischen Blocktransformatorstationen haben amerikanische Blocktransformatorstationen die folgenden Vorteile und Merkmale:

• Kompakte Größe: Ihr Volumen beträgt etwa ein Drittel des Volumens von heimischen Blocktransformatorstationen gleicher Kapazität.

• Vollständig versiegelt und isoliert: Mit einer vollständig versiegelten und isolierten Struktur ist kein Isolationsabstand erforderlich, was die persönliche Sicherheit gewährleistet und sie für unterirdische Stromversorgungsumgebungen geeignet macht.

• Vielseitige Anwendung: Sie können sowohl in Ring- als auch in Endanwendungen eingesetzt werden, mit bequemer Umstellung, was die Zuverlässigkeit der Stromversorgung verbessert.

• Starke Überlastkapazität: Sie können eine Überlast von 2-mal dem Nennwert für 2 Stunden oder 1,6-mal für 7 Stunden ohne Beeinträchtigung ihrer Lebensdauer aushalten.

• Niedrige Verluste: Ihre Verluste sind geringer als die von heimischen S₉-Transformatoren.

• Flexible Kabelanschlüsse: Die Kabelanschlüsse können einen Laststrom von 200 A handhaben. In Notfällen können sie als Lastschalter fungieren und haben auch die Eigenschaften von Trennschaltern, was eine bequeme und flexible Bedienung ermöglicht.

• Doppelter Fusschutz: Der Einsatz eines doppelten Fusschutzes reduziert die Betriebskosten. Die Fusselemente im Steckfusselement sind doppelt empfindlich (auf Temperatur und Strom).

• Hochflammpunktöl: Durch die Verwendung von Hochflammpunktöl (R-TEMP-Öl mit einem Flammpunkt von bis zu 312°C) können sie in Gebäuden platziert werden, ohne Brandrisiken zu drohen.

• Korrosionsbeständigkeit: Der Transformatorkörper ist korrosionsbeständig und mit spezieller Farbe behandelt, was ihn für verschiedene harte Umgebungen, wie Stürme und starke Verschmutzung, geeignet macht.

• Überlegene elektrische Leistung: Dank der Δ/Υ-Verbindung und dem Drei-Phasen-Fünf-Schenkel-Aufbau haben sie herausragende Vorteile wie hohe Spannungsqualität, stabile Neutralpunkt, keine Erwärmung des Körpers, geringes Geräusch und gute Blitzschutzleistung.

• Flächenersparnis: Normalerweise in Grünstreifen platziert, sparen sie Platz, der sonst für den Bau von Stromverteileräumen benötigt würde, was die Flächennutzung effektiv verbessert.

Anwendungen von Blocktransformatorstationen
Auswahl von Blocktransformatorstationen

• Kapazitätsauswahl: Die Bestimmung der Kapazität berücksichtigt Faktoren wie Last, Investition, Verluste und Lebensdauer. Allgemein wird unter Berücksichtigung der maximalen Last mit einem Puffer eine wirtschaftliche und technische Vergleichsstudie unter ähnlichen Transformatorkapazitäten durchgeführt, um den Verteilungstransformator mit den geringsten Gesamtkosten auszuwählen. Die Nennkapazitäten amerikanischer Blocktransformatorstationen umfassen 150, 225, 300, 500, 750, 1000, 1500 und 2000 kVA.

• Typauswahl: Blocktransformatorstationen werden in Endtyp und Ringtyp eingeteilt, hauptsächlich bestimmt durch den Typ des Lastschalters.

• Installationsort: Es gibt zwei Arten von Isolieröl in Blocktransformatorstationen. Eine ist normales Mineralöl, wie z.B. heimisches No. 25-Transformatoröl; die andere ist R-TEMP-Öl (Hochflammpunktöl mit einem Flammpunkt von 312°C). Blocktransformatorstationen, die mit R-TEMP-Öl gefüllt sind (mit deutlicher Markierung auf der Niederspannungsseite), können in Gebäuden verwendet werden, während diejenigen, die mit normalem Öl gefüllt sind, dies nicht können.

• Anpassung der Niederspannungsseite: Amerikanische Blocktransformatorstationen sind in der Regel nicht mit Niederspannungs-Zweigprotection und -messung ausgestattet. Jedoch können nach den Anforderungen der Benutzer auf der Niederspannungsseite Zweigprotectionsschalter, Messinstrumente und Kompensationseinrichtungen hinzugefügt werden.

Beispiel für ingenieurtechnische Anwendung

Eine Einheit im städtischen Bereich von Kunming, die neu gebaute Wohn- und Bürogebäude hat, wählte einen Blocktransformator von der amerikanischen COOPER Company. Das Transformatormodell ist PMT-LO-500, mit einer Nennkapazität von 500 kVA und einer Nennspannung von 10 kV/0,4 kV. Auf der Niederspannungsseite wurden gemäß den Anforderungen der Benutzer und des Energieversorgungsunternehmens drei Stromwandler, ein Voltmeter, drei Amperemesser und vier Wege Lastausgang-Luftschalter hinzugefügt. COOPER's vollständig isolierte, wartungsfreie Kabelverzweigungsboxen, die jede harte Umgebung aushalten und Lastunterbrechungen und -einschaltungen ermöglichen, wurden auf beiden Seiten der Blocktransformatorstation installiert, um jedem Gebäude Strom zu liefern. Die Blocktransformatorstation und die Verzweigungsboxen wurden in den Grünstreifen platziert, was gut in die Umgebung passt. Nach mehr als einem Jahr Betrieb haben sowohl das Energieversorgungsunternehmen als auch die Benutzer gute Ergebnisse berichtet.

Nutzungshinweise

Bei der Auswahl und Nutzung von Blocktransformatorstationen sollte auf den Typ der Blocktransformatorstation, den Typ des Lastschalters und die Anforderungen der Benutzer an Niederspannungs-Messgeräte geachtet werden.

• Typen von Blocktransformatorstationen: Es gibt Ringtyp und Endtyp. Für Blocktransformatorstationen vom Ringtyp kann der Lastschalter zur Hochspannungsversorgung des anderen Endes umgeschaltet werden.

• Typen von Lastschaltern: Lastschalter werden in 2-Position, 3-Position und 4-Position unterteilt. Jeder Positionstyp hat mehrere Formen. Zum Beispiel enthält der 4-Positionstyp T-Typ und Y-Typ, die beide für die Dual-Stromversorgung verwendet werden können. Der T-Typ kann in Ring-Blocktransformatorstationen verwendet werden, während der Y-Typ nur in End-Blocktransformatorstationen verwendet werden kann.

• Prüfung der Steckfusselemente in neu installierten Blocktransformatorstationen: Bei der Prüfung der Steckfusselemente in neu installierten Blocktransformatorstationen ist darauf zu achten, ob der Druckmesser der Blocktransformatorstation Null anzeigt. Wenn der Druckmesser nicht Null anzeigt, sollte zunächst der Abgasventil betätigt werden, um Luft abzulassen, bevor die Fusselemente eingesetzt oder entfernt werden. Andernfalls könnte Transformatoröl spritzen.

Fazit

Blocktransformatorstationen sind wesentliche elektrische Ausrüstungen für die Stadtstromnetzrenovierung, Immobilienentwicklung und Wohnstromversorgung. Amerikanische Blocktransformatorstationen sind aufgrund ihrer einzigartigen Merkmale und vergleichbaren Preisen zu heimischen Modellen zur ersten Wahl für städtische Verteilungstransformatoren geworden. Durch ihre einfache Handhabung und zahlreiche Vorteile haben sie hohe Anerkennung in der Gesellschaft und bei Benutzern gefunden und sind die Entwicklungsrichtung für kleine städtische Umspannwerke geworden.