Застосування коробкових трансформаторів у розподільчих мережах

Електричні принципи та структура підставкових підстанцій

Електрична схема підставкової підстанції показана на рисунку 1.

Структурний склад:

Американська комбінована підставкова підстанція в основному складається з підставкового трансформатора, що поділяється на передню і задню частини:

• Передня частина (щит кабелювання): містить високо/низьковольтні клемні блоки, високовольтний навантажувальний випливаючий переключник, вставні предохранители, рукоятку управління високовольтним комутатором напруги, манометр, масштаб масла, термометр масла тощо.

• Задня частина (бак масла та радіатори): містить ядро трансформатора, обмотки, високовольтний навантажувальний випливаючий переключник і вставні предохранители в повністю герметизованому баку масла. Корпус трансформатора зазвичай має трифазну п'ятилапку конструкцію, яка може бути намотаним ядром або ламінованим ядром з високоякісної холодновальованої зерново-орієнтованої силиконової сталі або високоэффективного аморфного сплаву. Низьковольтні обмотки використовують фольгову конструкцію, що підвищує стійкість трансформатора до коротких замикань, ударів блискавки та перевантажень. Група з'єднання - Dyn11.

• Герметична конструкція: повністю герметична конструкція бака забезпечує захист. Масляні навантажувальні переключники доступні в різних типах, щоб задовольнити вимоги радіальної або кільцевої системи розподілу електроенергії.

Захист і конструкція американських підставкових підстанцій

Американські підставкові підстанції захищені послідовним з'єднанням запасного предохранителя-захисника і вставного предохранителя. Запасний предохранитель-захисник працює лише при виникненні аварії в підставковій підстанції, захищаючи високовольтну лінію. Вставний предохранитель, оснащений подвійними чутливими предохранителями, відмовляє при коротких замиканнях, перевантаженнях або надмірній температурі масла на вторинній стороні. Цей метод захисту є економічним, надійним і легким у використанні.

Високовольтні клеми підставкової підстанції оснащені гніздами для втулок, однопровідними з'єднуючими втулками та лічильниками-втулками зі згином, які можуть обслуговувати навантаження 200 А. Живі частини закриті в ізоляторах, створюючи повністю ізольовану конструкцію, де поверхня клем не електризується, забезпечуючи особисту безпеку. Додатково, на втулці-ізолятор зі згином можна встановити вставний композитний металооксидний захисник. Цей захисник повністю захищений, повністю ізольований і готовий до використання, забезпечуючи безпеку та сприяючи легкості встановлення. Також можна додати аксесуари, такі як живі індикатори та індикатори аварій.

Характеристики підставкових трансформаторів

Підставкові трансформатори, новий тип трансформаторів, широко використовуваний в останні роки, характеризуються надійним забезпеченням електроенергією, раціональною конструкцією, швидким і гнучким встановленням, зручним управлінням, невеликими розмірами та низькою вартістю. Вони можуть використовуватися як на вулиці, так і в приміщенні, і тому широко застосовуються в різних сценаріях, таких як промислові парки, житлові райони, торговые центры, висотні будівлі. Порівняно з домашніми підставковими підстанціями, американські підставкові підстанції мають наступні переваги та характеристики:

• Компактні розміри: їх об'єм становить приблизно одну третину від об'єму домашніх підставкових підстанцій з такою ж потужністю.

• Повністю герметизовані та ізольовані: завдяки повністю герметизованій та ізольованій конструкції, немає потреби у ізоляційних прогалинах, що забезпечує особисту безпеку та робить їх придатними для підземних систем розподілу електроенергії.

• Універсальне застосування: вони можуть використовуватися як в кільцевих, так і в термінальних конфігураціях, з зручним перетворенням, що підвищує надійність забезпечення електроенергією.

• Сильна перегрузочна здатність: вони можуть витримати перегрузку удвічі більшу за номінальну протягом 2 годин або 1,6 рази більшу протягом 7 годин без впливу на строк служби.

• Низькі втрати: їх втрати нижчі, ніж у домашніх S₉-типів трансформаторів.

• Гнучкі кабельні з'єднувачі: кабельні з'єднувачі можуть обслуговувати навантаження струму 200 А. У надзвичайних ситуаціях вони можуть виконувати функції навантажувальних переключників і також мають характеристики відключаючих переключників, забезпечуючи зручне і гнучке управління.

• Подвійний захист предохранителем: використання подвійного захисту предохранителем знижує витрати на експлуатацію. Предохранители в вставних предохранителях двочутливі (до температури та струму).

• Масло з високою точкою розчинення: використання масла з високою точкою розчинення (R-TEMP масло з точкою розчинення до 312°C), що дозволяє розміщувати їх усередині будівель без ризику пожежі.

• Корозійна стійкість: корпус трансформатора розроблений з антикорозійною обробкою та спеціальним покриттям, що робить його придатним для різних складних середовищ, таких як регіони з частими бурями та високим забрудненням.

• Відмінні електричні характеристики: завдяки Δ/Υ з'єднанню та трифазній п'ятилапковій конструкції, вони мають відмінні переваги, такі як висока якість напруги, стабільна нейтральна точка, відсутність нагріву корпусу, низький шум та хороша захисна від ударів блискавки.

• Економія землі: зазвичай розташовуються в зелених зонах, що економить простір, який використовувався б для будівництва роздільних камер, ефективно підвищуючи використання землі.

Застосування підставкових трансформаторів
Вибір підставкових трансформаторів

• Вибір потужності: визначення потужності враховує фактори, такі як навантаження, інвестиції, втрати та строк служби. Зазвичай, на основі задоволення максимального навантаження з резервом, проводиться економіко-технічне порівняння між трансформаторами зі схожою потужністю, щоб вибрати розподільний трансформатор з найнижчою загальною вартістю володіння. Номінальні потужності американських підставкових підстанцій включають 150, 225, 300, 500, 750, 1000, 1500 та 2000 кВА.

• Вибір типу: підставкові підстанції поділяються на термінальні та кільцеві типи, головним чином визначаються типом навантажувального переключника.

• Місце встановлення: існує два типи ізоляційного масла в підставкових підстанціях. Один - це звичайне мінеральне масло, наприклад, домашнє трансформаторне масло №25; другий - R-TEMP масло (масло з високою точкою розчинення 312°C). Підставкові підстанції, заповнені R-TEMP маслом (з чітким позначенням на низьковольтній стороні), можуть використовуватися всередині будівель, тоді як ті, що заповнені звичайним маслом, не можуть.

• Індивідуалізація низьковольтної сторони: американські підставкові підстанції зазвичай не мають захисту та вимірювання низьковольтних гілок. Однак, захисні переключники гілок, вимірювальні прилади та компенсаційні пристрої можна додати на низьковольтній стороні відповідно до вимог користувача.

Приклад інженерного застосування

Одна організація в міській черзі Кунміна, яка побудувала нові житлові та офісні будівлі, вибрала підставковий трансформатор компанії American COOPER. Модель трансформатора - PMT-LO-500, з номінальною потужністю 500 кВА та номінальною напругою 10 кВ/0,4 кВ. На низьковольтній стороні, відповідно до вимог користувачів та енергетичної служби, було додано три струмові перетворювачі, один вольтметр, три амперметри та чотири сполучні вимикачі повітря. Були встановлені повністю ізольовані, безпідтримкові розгалужувачі кабелів COOPER, які можуть витримувати будь-які складні умови та дозволяють вставляння та вилучення при навантаженні, по обох сторонах підставкової підстанції для забезпечення електроенергією кожного будинку. Підставкова підстанція та розгалужувачі були розташовані в зеленій зоні, гармонійно вписуючись в оточення. Після більше ніж одного року експлуатації, як енергетична служба, так і користувачі відгукнулись добре.

Попередження щодо використання

При виборі та використанні підставкових підстанцій слід звернути увагу на тип підставкової підстанції, тип навантажувального переключника та вимоги користувачів до низьковольтних лічильників.

• Типи підставкових підстанцій: існують кільцеві та термінальні типи. Для кільцевих підставкових підстанцій, навантажувальний переключник може бути переключений, щоб забезпечити високовольтне живлення з іншого кінця.

• Типи навантажувальних переключників: навантажувальні переключники поділяються на 2-позиційні, 3-позиційні та 4-позиційні. Кожен тип має декілька форм. Наприклад, 4-позиційний включає T-тип та Y-тип, обидва можуть використовуватися для подвійного живлення. T-тип може бути використаний в кільцевих підставкових підстанціях, тоді як Y-тип може бути використаний лише в термінальних підставкових підстанціях.

• Перевірка вставних предохранителей в новоустановлених підставкових підстанціях: при перевірці вставних предохранителей новоустановлених підставкових підстанцій, необхідно звернути увагу, чи показує манометр підставкової підстанції нуль. Якщо манометр не показує нуль, спускний клапан повинен бути переключений, щоб випустити повітря, перш ніж вставляти або вилучати предохранители. Інакше, масло трансформатора може бути виштовхнуте.

Висновок

Підставкові трансформатори є важливим електричним обладнанням для модернізації міських електромереж, розробки нерухомості та будівництва житлового забезпечення електроенергією. Американські підставкові підстанції стали першим вибором для міських роздільних трансформаторів завдяки своїм унікальним характеристикам та цінам, порівнянним з домашніми аналогами. Завдяки їх зручності використання та численним перевагам, вони отримали високу оцінку суспільства та користувачів, ставши напрямком розвитку маломасштабних міських підстанцій.