A aplicación de transformadores tipo caixa nas redes de distribución

Principio Eléctrico e Estructura das Subestacións de Pórtico

O diagrama esquemático eléctrico da subestación de pórtico amósase na Figura 1.

Composición Estructural:

Unha subestación combinada de pórtico estilo americano compónese principalmente dun transformador de pórtico, estruturado en seccións frontais e traseras:

• Sección Frontal (Gaveta de Conexión): Contén bornes terminais de alta/baixa tensión, un interruptor de carga de alta tensión, fusibles enchufables, unha maneta de operación do cambiador de tomas de alta tensión, un manómetro, un indicador de nivel de aceite, un termómetro de aceite, etc.

• Sección Trasera (Tanque de Aceite e Radiadores): Alberga o núcleo do transformador, as bobinas, o interruptor de carga de alta tensión e os fusibles enchufables nun tanque de aceite totalmente selado. O corpo do transformador adoita adoptar un deseño de núcleo de cinco pernas trifásico, que pode ser un núcleo enrollado ou laminado feito de láminas de silicio orientado de rodillado a frío de alta calidade ou alianzas amorfas de alta eficiencia. As bobinas de baixa tensión usan unha estrutura de folla, aumentando a resistencia do transformador a cortocircuitos, impulsos de raio e sobrecargas. O grupo de conexión é Dyn11.

• Estrutura Selada: O deseño totalmente selado do tanque asegura protección. Os interruptores de carga sumergidos en aceite están dispoñibles en varios tipos para satisfacer os requisitos dos sistemas de distribución radial ou anel.

Protección e Estructura das Subestacións de Pórtico Estilo Americano

As subestacións de pórtico estilo americano protégense mediante unha conexión en serie dun protector de fusible de reserva e un fusible enchufable. O protector de fusible de reserva actúa só cando ocorre un fallo na subestación de pórtico, protexendo a liña de alta tensión. O fusible enchufable, con fusibles duales sensíbeis, salta cando ocorren fallos de cortocircuito, sobrecargas ou temperaturas excesivas no lado secundario. Este método de protección é económico, fiábel e fácil de operar.

Os terminais de alta tensión da subestación de pórtico están equipados con soquetes de embutición, conectores de embutición de paso único e conectores de cable de tipo codo capaces de manexar unha carga de 200 A. As partes vivas están seladas dentro de aislantes, creando unha estrutura totalmente aislada onde a superficie do terminal non está electrificada, asegurando a seguridade persoal. Ademais, pódese instalar un pararraios composto aislado enchufable no soquete de embutición de tipo codo. Este pararraios está totalmente escudado, totalmente aislado e de enchufe e xoguete, asegurando a seguridade e facilitando a instalación. Tamén se poden engadir accesorios como indicadores de corrente viva e indicadores de fallo.

Características dos Transformadores de Pórtico

Os transformadores de pórtico, un novo tipo de transformadores amplamente utilizados nos últimos anos, caracterízanse por un fornecemento de enerxía fiable, unha estrutura razonábel, instalación rápida e flexible, operación cómoda, tamaño pequeno e baixo custo. Poden utilizarse tanto ao aire libre como en interiores, polo que son ampliamente aplicables en diversos escenarios como parques industriais, comunidades residenciais, centros comerciais e edificios de gran altura. En comparación coas subestacións de pórtico nacionais, as subestacións de pórtico estilo americano teñen as seguintes vantaxes e características:

• Tamaño Compacto: O seu volume é aproximadamente un terzo do das subestacións de pórtico nacionais da mesma capacidade.

• Totalmente Selados e Aislados: Con unha estrutura totalmente selada e aislada, non é necesario ter claros de aislamento, asegurando a seguridade persoal e facéndolos adecuados para entornos de distribución de enerxía subterráneos.

• Aplicación Versátil: Poden utilizarse tanto en aplicacións de anel como de terminal, coa conversión conveniente, aumentando a fiabilidade do fornecemento de enerxía.

• Forte Capacidade de Sobrecarga: Poden suportar unha sobrecarga de 2 veces o valor nominal durante 2 horas ou 1,6 veces durante 7 horas sen afectar a súa vida útil.

• Baixas Pérdidas: As súas perdas son menores que as dos transformadores nacionais do tipo S₉.

• Conectores de Cable Flexibles: Os conectores de cable poden manexar unha corrente de carga de 200 A. En situacións de emergencia, poden funcionar como interruptores de carga e tamén teñen as características de interruptores de desconexión, proporcionando unha operación cómoda e flexible.

• Protección Dual de Fusible: O uso de protección dual de fusible reduce os custos de operación. Os fusibles nos fusibles enchufables son duales sensíbeis (a temperatura e corrente).

• Aceite de Punto de Inflamación Alto: Usando aceite de punto de inflamación alto (aceite R-TEMP cun punto de inflamación de ata 312°C), poden colocarse dentro de edificios sen o risco de incendios.

• Resistencia á Corrosión: O corpo do transformador está deseñado para resistir a corrosión e tratado con pintura especial, facéndoo adecuado para diversos entornos adversos, como áreas con tormentas frecuentes e alta contaminación.

• Rendemento Eléctrico Superior: Grazas á conexión Δ/Y e á estrutura de cinco pernas trifásica, teñen ventaxes destacadas como calidade de tensión alta, punto neutro estable, ausencia de aquecemento do corpo, baixo ruído e boa resistencia a impulsos de raio.

• Ahorro de Terreo: Xeralmente colocados en zonas verdes, ahorran espazo que de outra maneira se usaría para construír salas de distribución de enerxía, mellorando eficazmente a utilización do terreo.

Aplicacións dos Transformadores de Pórtico
Selección dos Transformadores de Pórtico

• Selección de Capacidade: Determinar a capacidade implica factores como a carga, a inversión, as perdas e a vida útil. Xeralmente, baseándose en satisfacer a máxima carga cun margen, realiza-se unha comparación económica e técnica entre transformadores de capacidades similares para seleccionar o transformador de distribución co menor custo total de propiedade. As capacidades nominais das subestacións de pórtico estilo americano inclúen 150, 225, 300, 500, 750, 1000, 1500 e 2000 kVA.

• Selección de Tipo: As subestacións de pórtico clasifícanse en tipo terminal e tipo anel, principalmente determinado polo tipo de interruptor de carga.

• Ubicación de Instalación: Hai dous tipos de aceite aislante nas subestacións de pórtico. Un é o aceite mineral común, como o aceite de transformador número 25 nacional; o outro é o aceite R-TEMP (aceite de punto de inflamación alto cun punto de inflamación de 312°C). As subestacións de pórtico recheadas con aceite R-TEMP (con unha marca clara no lado de baixa tensión) poden utilizarse dentro de edificios, mentres que as que están recheadas con aceite común non poden.

• Personalización do Lado de Baixa Tensión: As subestacións de pórtico estilo americano xeralmente non viñen con protección e medida de ramas de baixa tensión. No entanto, segundo as necesidades do usuario, poden engadirse interruptores de protección de rama, instrumentos de medida e dispositivos de compensación no lado de baixa tensión.

Exemplo de Aplicación Enxeñeira

Unha unidade na área urbana de Kunming, que ten novos edificios residenciais e de oficinas, seleccionou un transformador de pórtico da Compañía Americana COOPER. O modelo do transformador é PMT-LO-500, cunha capacidade nominal de 500 kVA e unha tensión nominal de 10 kV/0,4 kV. No lado de baixa tensión, foron engadidos tres transformadores de corrente, un voltímetro, tres amperímetros e interruptores de aire de saída de carga de catro vias segundo os requisitos dos usuarios e o departamento de fornecemento de enerxía. Foron instaladas caixas de ramificación de cabos totalmente aisladas e libres de mantemento da COOPER, que poden resistir calquera entorno adverso e permiten a inserción e extracción con carga, a ambos os lados da subestación de pórtico para abastecer de enerxía cada edificio. A subestación de pórtico e as caixas de ramificación foron colocadas na zona verde, armonizando ben co entorno. Despois de máis dun ano de operación, tanto o departamento de fornecemento de enerxía como os usuarios informaron de bons resultados.

Precaucións para o Uso

Ao seleccionar e utilizar subestacións de pórtico, debe prestar atención ao tipo de subestación de pórtico, ao tipo de interruptor de carga e aos requisitos do usuario para medidores de baixa tensión.

• Tipos de Subestacións de Pórtico: Hai tipo anel e tipo terminal. Para as subestacións de pórtico de tipo anel, o interruptor de carga pode ser conmutado para fornecer enerxía de alta tensión ao outro extremo.

• Tipos de Interruptores de Carga: Os interruptores de carga divídese en tipo de 2 posicións, tipo de 3 posicións e tipo de 4 posicións. Cada tipo de posición ten varias formas. Por exemplo, o tipo de 4 posicións inclúe o tipo T e o tipo Y, ambos poden utilizarse para fornecemento de dúas fontes de enerxía. O tipo T pode utilizarse en subestacións de pórtico de anel, mentres que o tipo Y só pode utilizarse en subestacións de pórtico de terminal.

• Inspección de Fusibles Enchufables en Subestacións de Pórtico Novamente Instaladas: Ao comprobar os fusibles enchufables en subestacións de pórtico recén instaladas, é necesario observar se o manómetro da subestación de pórtico indica cero. Se o manómetro non indica cero, debe activarse a válvula de escape para liberar o aire primeiro antes de insertar ou extraer os fusibles. De lo contrario, pode salpicar aceite de transformador.

Conclusión

Os transformadores de pórtico son equipos eléctricos esenciais para a renovación da rede eléctrica urbana, o desenvolvemento inmobiliario e a construción do fornecemento de enerxía residencial. As subestacións de pórtico estilo americano converteronse na primeira opción para os transformadores de distribución urbana debido ás súas características únicas e prezos comparables aos nacionais. Coa súa facilidade de uso e numerosas vantaxes, recibiron alta consideración da sociedade e dos usuarios, conver