Ključne razlage pri določanju specifikacij transformatorja

Kot strokovnjak, ki sestavlja tehnične specifikacije za preobrazovalnike električne energije, priznavam, da je določitev teh specifikacij ključen korak za zagotovitev zanesljivosti, učinkovitosti opreme in skladnosti s standardi, kot je IEC 60076. Kompleksna specifikacija mora jasno navedeti vse parametre, da se izognemo operativnim nezadostnostim, tehničnim neskladjivostim in možnim odpornosti. Spodaj so, iz moje strokovne perspektive, osnovne premisleke pri oblikovanju specifikacij in izbiri ključnih parametrov.

I. Določitev nazivne moči in nivojev napetosti

Natančno določitev nazivne moči in nivojev napetosti je temeljni element v razvoju specifikacij. Nazivna moč (v MVA ali kVA) mora biti pravočasno določena glede na dejanske zahteve, da se zagotovi, da preobrazovalnik lahko nosi pričakovano obremenitev brez prekomernih izgub ali preseganja temperature. Hkrati jasno določimo primarne in sekundarne nivoje napetosti, da se prilagodi potrebam sistema, ter specifično določimo uporabniški scenarij preobrazovalnika (prenos, distribucija ali industrija), da se zagotovi, da je nazivna napetost usklajena z načrtom sistema.

II. Kontrola izolacijske in dielektrične zmogljivosti

Raven izolacije in dielektrična zmogljivost neposredno vplivata na zmogljivost preobrazovalnika, da odvrne prekomerne napetosti, preklopne prehodi in udare bora. Strogo oblikujemo koordinacijo izolacije glede na najvišjo napetost opreme (Um) in osnovni raven izolacije (BIL), da se zagotovi varno delovanje v pričakovanih pogoji omrežja. Pri izbiri materialov in določitvi parametrov racionalno izbiramo izolacijske materiale in določimo dielektrično zmogljivost, da se preprečijo odpadi izolacije in podaljša življenjska doba opreme.

III. Določitev metod hlaščenja in omejitve temperaturnega dviga

Določitev metod hlaščenja in omejitve temperaturnega dviga je ključna za varno delovanje preobrazovalnika. Običajne metode hlaščenja vključujejo ONAN, ONAF, OFAF in OFWF. Izberemo primeren način hlaščenja preobrazovalnika glede na obremenitev in okoljske pogoje, ter specifično določimo ustrezne omejitve temperaturnega dviga.

IV. Zagotavljanje odpornosti na kratkoročne tokove in mehanske lastnosti

Odpornost na kratkoročne tokove in mehanske trdnosti določata zanesljivost preobrazovalnika med električnimi odpornosti. Natančno določimo kratkoročno impedanco, da uredimo tokove pri odpornosti in ohranimo stabilnost sistema, hkrati pa zagotavljamo, da so navoji in jedro strukturno trdna, da odvrnejo visoke mehanske stresne stanja med odpornostmi, izogibajo strukturnemu in funkcionalnemu poškodovanju.

V. Pojasnitev parametrov učinkovitosti in izgub

Učinkovitost in izgube so ključni faktorji pri izbiri preobrazovalnika. V specifikaciji celovito obravnavamo izgube brez obremenitve, izgube pri obremenitvi in splošno učinkovitost v različnih pogojih obremenitve. Glede na zvezno delovanje preobrazovalnika optimiziramo parametre, da zmanjšamo energetske izgube, dosežemo nadzor stroškov v življenjskem ciklu in ravnotežimo prvotno investicijo z energetsko učinkovitostjo.

VI. Oblikovanje regulacije napetosti in tapiranja

Za omogočanje prilagajanja preobrazovalnika fluktuacijam omrežja natančno določimo regulacijo napetosti in tapiranje. Določimo uporabo tap changerjev pod obremenitvijo (OLTC) ali brez obremenitve (DETC), ter podrobno opišemo število korakov tapiranja, obseg prilagoditve napetosti in tip tap changerja, da se zagotovi stabilnost napetosti.

VII. Prilagoditev okoljskim in lokacijskim pogoji

Pri oblikovanju specifikacij natančno upoštevamo okoljske in lokacijske pogoje, kot so višina namestitve, temperatura, vlaga, stopnja onesnaženosti in seizmična aktivnost - faktorji, ki neposredno vplivajo na oblikovanje in delovanje preobrazovalnika. Za ekstremne uporabe dodamo posebne naloge, kot so prilagoditve izolacije na visokih višinah, materiali odporni na korozijo ali posodobljeni sistemi hlaščenja.

VIII. Standardizacija informacij na nalepkah in informacij o delovanju in vzdrževanju

Specifikacije morajo vključevati podrobne informacije na nalepkah, ki zajemajo vrsto preobrazovalnika, nazivno moč, parametre napetosti, simbole povezav, metodo hlaščenja, razred izolacije, impedanco in podatke o proizvajalcu, za podporo identifikaciji, delovanju in vzdrževanju opreme. Hkrati pojasnjujemo postopke prevoza in namestitve (vključno s težavnimi omejitvami, postavitvami dvigal in zahtevami za shranjevanje) ter smernice za preventivno vzdrževanje, analizo olja in redne preglednice, da se zagotovi dolgoročna zanesljivost.

IX. Izbor sistemskih nivojev napetosti in moči glede na IEC 60076

Izbor sistemskih nivojev napetosti in moči je centralen za razvoj specifikacij. To neposredno vpliva na zmogljivost preobrazovalnika, da obvlada obremenitve, fluktuacije napetosti in učinkovitost/zanesljivost v omrežju, kar zahteva strogo skladnost s standardom IEC 60076.

(I) Izbor nivojev napetosti

Z združevanjem sistemskih nivojev napetosti in zahtev za delovanjem omrežja izberemo nazivno napetost (Ur) preobrazovalnika glede na IEC 60076-1, da se prilagodi najvišji napetosti sistema, zagotovimo koordinacijo izolacije in dielektrično zmogljivost. Določimo najvišjo napetost za opremo (Um), da zagotovimo, da je izolacijski sistem primeren in preprečimo dielektrični propad; določimo nazivno napetost vsakega navoja glede na standardne preferirane vrednosti, da izboljšamo združljivost z opremo omrežja; in izberemo razmerje napetosti, da zadostimo potrebam za pretvorbo sistemskih napetosti (npr. 132/11 kV za pretvorbo napetosti od prenosa do distribucije). Dodatno, glede na IEC 60076-3, upoštevamo vpliv sistemskih napetosti na koordinacijo izolacije, konfiguriramo bolj trdne izolacije za preobrazovalnike, ki delujejo pri višjih napetostih, da odvrnejo udare bora in preklopne prekomerne napetosti.

(II) Izbor nazivne moči

Glede na IEC 60076 je nazivna moč (Sr, v MVA ali kVA) preobrazovalnika določena z integracijo zahtev sistema, pogojev obremenitve in učinkovitosti. Pojasnjujemo razporeditev nazivne moči (oba navoja dvonavojnega preobrazovalnika imata enako razmerje, medtem ko večnavojni preobrazovalniki lahko imajo različna razmerja za vsak navoj); upoštevamo cikle obremenitve (normalni, nujni in kratkoročni preobremenitveni); in povežemo metode hlaščenja z nazivnimi močmi (npr. različne moči za ONAN in ONAF hlaščenje), da se zagotovi varno delovanje znotraj določenih omejitev temperaturnega dviga.

(III) Faktori, ki vplivajo na izbiro parametrov

Konfiguracija in stabilnost omrežja, rast in razširitev obremenitve, potrebe po regulaciji napetosti in tapiranju ter razmisleki o kratkoročnih tokovih vplivajo na izbiro nivojev napetosti in moči. Zagotavljamo, da se preobrazovalnik prilagodi sistemski napetosti in zmogljivosti odvrščanja kratkoročnih tokov; rezerviramo kapaciteto za rast obremenitve, da se izogne preobremenitvi; konfiguriramo tap changerje, kako je potrebno, za ohranjanje stabilnosti napetosti; in racionalno izbiramo kratkoročno impedanco, da omejimo tokove pri odpornosti in zagotovimo stabilnost napetosti, v skladu z zahtevami IEC 60076-5 za zmogljivost odvrščanja kratkoročnih tokov.