کاربرد ترانسفورماتورهای جعبه‌ای در شبکه‌های توزیع

پرینسیپ برقی و ساختار زیرстанسیون‌های پد-محمول

نمودار برقی زیرستانسیون پد-محمول در شکل ۱ نشان داده شده است.

آمیخته سازی ساختاری:

یک زیرستانسیون ترکیبی آمریکایی-سبک پد-محمول عمدتاً از یک ترانسفورماتور پد-محمول تشکیل شده که به بخش‌های جلو و عقب تقسیم می‌شود:

• بخش جلو (کابینت کابل‌کشی): شامل بلک‌هاوی بالا/پایین ولتاژ، یک کلید بار بالا-ولتاژ، فیوز‌های قابل گذاشتن، دسته عملیاتی تنظیم‌کننده ولتاژ بالا، گویچه فشار، گویچه سطح روغن، ترمومتر روغن و غیره.

• بخش عقب (تانک روغن و رادیاتورها): حاوی هسته، لایه‌بندی، کلید بار بالا-ولتاژ و فیوز‌های قابل گذاشتن در یک تانک روغن کاملاً بسته. بدنه ترانسفورماتور معمولاً طراحی هسته‌ای سه‌فاز پنج‌لایه را می‌پذیرد که می‌تواند یک هسته پیچیده یا لایه‌ای از صفحات فولاد سیلیکون با گردش خنک‌شده با کیفیت بالا یا آلیاژ بی‌تشکیل کارآمد باشد. لایه‌های پایین-ولتاژ از ساختار فويل استفاده می‌کنند که مقاومت ترانسفورماتور را در برابر کوتاه‌شدن، ضربه‌های برقی و بارهای بیش از حد افزایش می‌دهد. گروه اتصال Dyn11 است.

• ساختار بسته: طراحی کاملاً بسته تانک محافظت می‌کند. کلیدهای بار غوطه‌ور در روغن در انواع مختلف موجود هستند تا نیازهای سیستم‌های توزیع شعاعی یا حلقه‌ای را برآورده کنند.

حفاظت و ساختار زیرستانسیون‌های پد-محمول آمریکایی-سبک

زیرستانسیون‌های پد-محمول آمریکایی-سبک با یک سری از محافظ فیوز پشتیبان و فیوز قابل گذاشتن حفاظت می‌شوند. محافظ فیوز پشتیبان فقط زمانی که خطایی در زیرستانسیون پد-محمول رخ می‌دهد عمل می‌کند و خط بالا-ولتاژ را محافظت می‌کند. فیوز قابل گذاشتن با فیوز‌های دوگانه حساس، زمانی که خطاهای کوتاه‌شدن، بارهای بیش از حد یا دماهای بیش از حد روغن در سمت ثانویه رخ می‌دهد منفجر می‌شود. این روش حفاظت اقتصادی، قابل اعتماد و آسان در استفاده است.

طرفین بالا-ولتاژ زیرستانسیون پد-محمول با پوزه‌های تماسی، کانکتورهای پوزه‌ای یک‌باره و کانکتورهای کابلی نوع آرنج (پیچیده) که قادر به تحمل بار ۲۰۰ آمپر هستند، مجهز شده‌اند. بخش‌های زنده در داخل عایق‌ها محفوظ هستند که یک ساختار کاملاً عایقی ایجاد می‌کند که سطح اتصال الکتریکی نیست و امنیت شخصی را تضمین می‌کند. علاوه بر این، یک محافظ ضدبرقی مرکب-عایقی اکسید فلزی می‌تواند روی پوزه‌ای عایق آرنج نصب شود. این محافظ کاملاً محافظت شده، کاملاً عایق و قابل گذاشتن و برداشتن است که امنیت را تضمین می‌کند و نصب آسان را فراهم می‌کند. اجزای جانبی مانند نشانه‌های زنده و نشانه‌های خطا نیز می‌توانند اضافه شوند.

ویژگی‌های ترانسفورماتورهای پد-محمول

ترانسفورماتورهای پد-محمول، یک نوع جدید از ترانسفورماتورها که در سال‌های اخیر به طور گسترده استفاده می‌شوند، با ویژگی‌های تأمین برق قابل اعتماد، ساختار منطقی، نصب سریع و انعطاف‌پذیر، عملکرد آسان، حجم کوچک و هزینه کم مشخص می‌شوند. آنها می‌توانند هم در فضای باز و هم در فضای داخلی استفاده شوند و بنابراین در سناریوهای مختلفی مانند پارک‌های صنعتی، جوامع مسکونی، مراکز تجاری و ساختمان‌های بلند به طور گسترده قابل استفاده هستند. در مقایسه با زیرستانسیون‌های پد-محمول داخلی، زیرستانسیون‌های پد-محمول آمریکایی-سبک مزایا و ویژگی‌های زیر را دارند:

• حجم کوچک: حجم آنها تقریباً یک سوم حجم زیرستانسیون‌های پد-محمول داخلی با ظرفیت مشابه است.

• کاملاً بسته و عایق: با ساختار کاملاً بسته و عایق، نیازی به فاصله‌های عایقی نیست، امنیت شخصی را تضمین می‌کند و آنها را برای محیط‌های توزیع برق زیرزمینی مناسب می‌کند.

• کاربری چندمنظوره: آنها می‌توانند در هر دو کاربری حلقه‌ای و پایانی استفاده شوند، با تبدیل آسان، قابلیت تأمین برق را افزایش می‌دهند.

• توان بار زیاد: می‌توانند بار ۲ برابر مقدار اسمی را برای ۲ ساعت یا ۱.۶ برابر برای ۷ ساعت تحمل کنند بدون اینکه عمر خدمت آنها تحت تاثیر قرار گیرد.

• اتلاف کم: اتلاف آنها کمتر از ترانسفورماتورهای نوع S₉ داخلی است.

• کانکتورهای کابلی انعطاف‌پذیر: کانکتورهای کابلی می‌توانند بار جریان ۲۰۰ آمپر را تحمل کنند. در شرایط اضطراری، آنها می‌توانند به عنوان کلید بار عمل کنند و همچنین ویژگی‌های کلید جداکننده را دارا هستند، که عملکرد آسان و انعطاف‌پذیر فراهم می‌کند.

• حفاظت دوگانه فیوز: استفاده از حفاظت دوگانه فیوز هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد. فیوز‌های در فیوز‌های قابل گذاشتن دوگانه حساس (به دما و جریان) هستند.

• روغن با نقطه فلاش بالا: با استفاده از روغن با نقطه فلاش بالا (روغن R-TEMP با نقطه فلاش ۳۱۲ درجه سانتیگراد)، آنها می‌توانند در داخل ساختمان‌ها قرار گیرند بدون اینکه خطر آتش‌سوزی وجود داشته باشد.

• مقاومت در برابر فرسایش: بدنه ترانسفورماتور برای مقاومت در برابر فرسایش طراحی شده و با رنگ ویژه پوشش داده شده است که آن را برای محیط‌های سخت مختلف مناسب می‌کند، مانند مناطق با طوفان‌های مکرر و آلودگی بالا.

• عملکرد برقی برتر: با استفاده از اتصال Δ/Υ و ساختار سه‌فاز پنج‌لایه، آنها مزایای برجسته‌ای مانند کیفیت ولتاژ بالا، نقاط محاوره‌ای پایدار، عدم گرم شدن بدنه، سر و صدای کم و عملکرد محافظت از برق‌آذری خوب دارند.

• صرفه‌جویی در زمین: معمولاً در نوارهای سبز قرار می‌گیرند، فضا را که می‌توانست برای ساخت اتاق‌های توزیع برق استفاده شود صرفه‌جویی می‌کنند و به طور موثر استفاده از زمین را افزایش می‌دهند.

کاربری ترانسفورماتورهای پد-محمول
انتخاب ترانسفورماتورهای پد-محمول

• انتخاب ظرفیت: تعیین ظرفیت عواملی مانند بار، سرمایه‌گذاری، اتلاف و عمر مفید را در بر می‌گیرد. معمولاً، بر اساس تأمین بیشینه بار با حاشیه، مقایسه اقتصادی و فنی بین ترانسفورماتورهای مشابه ظرفیت انجام می‌شود تا ترانسفورماتور توزیع با کمترین هزینه کل مالکیت انتخاب شود. ظرفیت‌های اسمی زیرستانسیون‌های پد-محمول آمریکایی-سبک شامل ۱۵۰، ۲۲۵، ۳۰۰، ۵۰۰، ۷۵۰، ۱۰۰۰، ۱۵۰۰ و ۲۰۰۰ کیلووات است.

• انتخاب نوع: زیرستانسیون‌های پد-محمول به دو نوع پایانی و حلقه‌ای تقسیم می‌شوند، که عمدتاً توسط نوع کلید بار تعیین می‌شود.

• مکان نصب: دو نوع روغن عایق در زیرستانسیون‌های پد-محمول وجود دارد. یکی روغن معدنی معمولی، مانند روغن ترانسفورماتور داخلی شماره ۲۵؛ دیگری روغن R-TEMP (روغن با نقطه فلاش بالا با نقطه فلاش ۳۱۲ درجه سانتیگراد). زیرستانسیون‌های پد-محمول پر شده با روغن R-TEMP (با علامت واضح در سمت پایین-ولتاژ) می‌توانند در داخل ساختمان‌ها استفاده شوند، در حالی که آنها پر شده با روغن معمولی نمی‌توانند.

• سفارشی‌سازی سمت پایین-ولتاژ: زیرستانسیون‌های پد-محمول آمریکایی-سبک معمولاً با محافظ بار پایین-ولتاژ و اندازه‌گیری نمی‌آیند. اما می‌توان بر اساس نیازهای کاربر، کلیدهای محافظ بار، دستگاه‌های اندازه‌گیری و دستگاه‌های جبران‌کننده را در سمت پایین-ولتاژ اضافه کرد.

مثال کاربرد مهندسی

یک واحد در منطقه شهری کونمینگ که ساختمان‌های مسکونی و اداری جدید ساخته شده است، یک ترانسفورماتور پد-محمول از شرکت آمریکایی COOPER را انتخاب کرد. مدل ترانسفورماتور PMT-LO-500 است با ظرفیت اسمی ۵۰۰ کیلووات و ولتاژ اسمی ۱۰ کیلوولت/۰.۴ کیلوولت. در سمت پایین-ولتاژ، سه ترانسفورماتور جریان، یک ولتمتر، سه آمپرمتر و چهار کلید هوایی بار خروجی بر اساس نیازهای کاربران و بخش تأمین برق اضافه شد. جعبه‌های شاخه‌ای کاملاً عایق و بدون نگهداری COOPER که می‌توانند هر محیط سختی را تحمل کنند و به راحتی قابل گذاشتن و برداشتن با بار هستند، در دو طرف زیرستانسیون پد-محمول نصب شدند تا برق به هر ساختمان تامین شود. زیرستانسیون پد-محمول و جعبه‌های شاخه‌ای در نوار سبز قرار گرفتند که خوب با محیط هماهنگ هستند. پس از بیش از یک سال عملیات، هم بخش تأمین برق و هم کاربران نتایج خوبی گزارش داده‌اند.

ملاحظات استفاده

در انتخاب و استفاده از زیرستانسیون‌های پد-محمول، باید توجه به نوع زیرستانسیون پد-محمول، نوع کلید بار و نیازهای کاربر به مترهای پایین-ولتاژ شود.

• نوع زیرستانسیون‌های پد-محمول: دو نوع حلقه‌ای و پایانی وجود دارد. برای زیرستانسیون‌های پد-محمول حلقه‌ای، کلید بار می‌تواند برای تأمین برق بالا-ولتاژ به سمت دیگر تغییر کند.

• نوع کلیدهای بار: کلیدهای بار به سه نوع ۲-موقعیتی، ۳-موقعیتی و ۴-موقعیتی تقسیم می‌شوند. هر نوع موقعیتی چندین شکل دارد. برای مثال، نوع ۴-موقعیتی شامل T-نوع و Y-نوع است که هر دو می‌توانند برای تأمین برق دوگانه استفاده شوند. نوع T می‌تواند در زیرستانسیون‌های پد-محمول حلقه‌ای استفاده شود، در حالی که نوع Y فقط می‌تواند در زیرستانسیون‌های پد-محمول پایانی استفاده شود.

• بازرسی فیوز‌های قابل گذاشتن در زیرستانسیون‌های پد-محمول جدید نصب شده: هنگام بررسی فیوز‌های قابل گذاشتن در زیرستانسیون‌های پد-محمول جدید نصب شده، باید توجه داشت که آیا گویچه فشار زیرستانسیون پد-محمول صفر را نشان می‌دهد. اگر گویچه فشار صفر را نشان ندهد، ابتدا باید شیر خروجی را تغییر داد تا هوا خارج شود و سپس فیوز‌ها را گذاشت یا برداشت. در غیر این صورت، روغن ترانسفورماتور ممکن است پرتاب شود.

نتیجه‌گیری

ترانسفورماتورهای پد-محمول تجهیزات برقی ضروری برای بازسازی شبکه برق شهری، توسعه املاک و ساخت تأمین برق مسکونی هستند. زیرستانسیون‌های پد-محمول آمریکایی-سبک به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد و قیمت‌های قابل مقایسه با نظایر داخلی، انتخاب اول برای ترانسفورماتورهای توزیع برق شهری شده‌اند. با استفاده آسان و مزایای فراوان، آنها تحسین بالایی از سوی جامعه و کاربران دریافت کرده‌اند و جهت توسعه زیرستانسیون‌های شهری کوچک شده‌اند.