Analyse og løsninger for overbelastningsdrift af distributions-transformatorer

Årsager til Overbelastning af Fordeltransformatorer

Urimeligt Overvågningssystem

Under drift af en transformator overvåges dens belastning for at sikre sikker drift. I øjeblikket anvendes hovedsagelig døgnovervågning for at opnå den gennemsnitlige belastning på fordeltransformatorerne. På grund af forskellige behov for elektriske apparater på forskellige tidspunkter, samt forskellig effekt og antal aktive enheder i virksomheder på forskellige tidspunkter, vil belastningen på transformatorerne ændre sig.

Det eksisterende overvågningssystem har dårlig evne til at overvåge belastningen på forskellige tidspunkter, hvilket forhindrer energivirksomheder i at have en dybdegående forståelse af transformatorbelastningen på forskellige tidspunkter. Når belastningen på transformatorerne er for høj, kan energivirksomheder ikke træffe relevante foranstaltninger for at reducere belastningen på transformatorerne, hvilket resulterer i overbelastning af fordeltransformatorerne.

Belastningen på en Enkelt Transformator er For Lav

I nogle områder begår relevante personer fejl i belastningsberegning, og urimelig valg af transformatorer kan føre til, at fordeltransformatorer altid er i en overbelastet driftstilstand. Der er hovedsagelig to situationer med overbelasted strømforsyning:

• Den ene er enkel-transformator-strømforsyningsmodel. Som navnet antyder, bruger denne model en enkelt transformator til strømforsyning. I denne strømforsyningsmodel vil det, hvis den enkeltstående transformator ikke kan opfylde belastningskravene, føre til overbelastet drift af transformatoren. Dette sikrer ikke kun stabil strømforsyning, men kan også lette for udløsning af ulykker.

• Den anden er fler-transformator-strømforsyningsmodel. I øjeblikket anvendes hovedsagelig fler-transformator-driftsmodel i strømforsyning og -fordeling for at sikre stabiliteten i strømforsyningsprocessen. Mange energivirksomheder forsøger imidlertid at spare på omkostninger ved at bruge flere transformatorer med relativt lav individuel belastning i denne model. Efter tilslutning sættes de i drift. I dette tilfælde vil det, når en af transformatorerne mislykkes, føre til, at hele fordeltransformatorsystemet er i en overbelastet driftstilstand.

Den Designede Vækst i Elforbrug er For Lav

Under design og udvælgelse af transformatorer er det nødvendigt at estimere væksten i elforbrug i fremtiden for at sikre, at fordeltransformatorerne kan operere under normal belastning i løbet af deres levetid. Beregning af væksten i elforbrug er en vigtig opgave, som kræver en relativt detaljeret forståelse af regional planlægning og befolkningsvækst. Da Kina nu er indtrådt i en periode med hurtig udvikling, er elforbruget i hver strømforsyningszone også indtrådt i en periode med hurtig stigning. Den hurtige stigning i elforbruget skyldes hovedsagelig to faktorer:

• Den ene er stigningen i antallet af højeffektapparater. Med forbedret levestandard køber flere husholdninger højeffektapparater, hvilket er helt anderledes end gamle levevaner. Beregning og design af væksten i elforbrug baseret på gamle levevaner vil gradvist føre til overbelastet drift af fordeltransformatorer.

• Den anden er stigningen i virksomhedernes elforbrug. I øjeblikket leverer mange fordeltransformatorer strøm til forskellige virksomheder. Men i den nye æra øger forskellige virksomheder deres produktionskapacitet betydeligt, hvilket øger væksten i elforbrug betydeligt og fører til overbelastet drift af transformatorer.

Løsninger på Overbelastning af Fordeltransformatorer

Parallel Drift af Fordeltransformatorer

En af årsagerne til overbelastning af fordeltransformatorer er for højt arbejdstryk på en enkelt linje. På denne basis bør man prøve at opnå parallel drift. Uafhængig drift af flere linjer kan undgå problemet med højt arbejdstryk på en enkelt linje. For parallel drift af fordeltransformatorer skal faktorer såsom lige spændingsforhold, samme fasens sekvens og sammenlignelige spændinger tages i betragtning. Desuden bør kapacitetsforskellen mellem parallel forbundne transformatorer ikke være for stor.

Generelt anbefales det ikke, at kapaciteten på den største transformator overstiger tre gange kapaciteten på den mindste. For eksempel, for en 400KVA fordeltransformator, bliver arbejdstrykket normalt holdt mellem 70-80%, men under peak-forbrugsperioder kan det endda overstige 100%, med aktiv effekt på 420KW og den laveste belastning på kun 18%.

I dette tilfælde kan linjen omdannes til en drift, hvor en 315KVA transformator og en 200KVA transformator kører parallel. Når belastningsniveauet er lavt, aktiveres én af dem for drift; når arbejdstrykket er for højt, aktiveres begge samtidig, hvilket gør, at de kan opfylde arbejdsbehov i en parallel tilstand, mens de samtidig opnår økonomisk drift.

Parallel Drift af Fordeltransformatorer

En af årsagerne til overbelastning af fordeltransformatorer er, at en enkelt linje udsættes for for højt arbejdstryk. For at løse dette kan parallel drift implementeres. Uafhængig drift af flere linjer hjælper med at undgå problemet med højt tryk på en enkelt linje. Når fordeltransformatorer drives parallel, skal faktorer som lige nominelle spændingsforhold, samme fasefølge og sammenlignelige spændinger tages i betragtning.

Desuden bør kapacitetsforskellen mellem parallel forbundne transformatorer ikke være for stor. Generelt er det ikke hensigtsmæssigt, at kapaciteten på den største transformator overstiger tre gange kapaciteten på den mindste. For eksempel, for en 400KVA fordeltransformator, bliver arbejdstrykket under normale forhold holdt mellem 70-80%, men under peak-forbrugsperioder kan det endda overstige 100%, med aktiv effekt på 420KW og den laveste belastning på kun 18%.

I dette tilfælde kan linjen omdannes til en drift, hvor en 315KVA transformator og en 200KVA transformator kører parallel. Når belastningsniveauet er lavt, aktiveres én af dem for drift; når arbejdstrykket er for højt, aktiveres begge samtidig, hvilket gør, at de kan opfylde arbejdsbehov i en parallel tilstand og opnå økonomisk drift.

Kapacitetsudvidelse af Transformatorer

Kapacitetsudvidelse af transformatorer er en almindelig metode til at løse problemet med overbelastning af transformatorer. Denne metode kræver en omfattende analyse og undersøgelse af den eksisterende strømforsyning i forskellige regioner. Det er nødvendigt at forstå ændringer i elforbrug i forskellige perioder, år, kvartaler og måneder, især peak-forbrug.

Et gennemsnitsværdi-model opbygges baseret på regelmæssige data, og en singular-værdi-model opbygges baseret på peak-forbrug. Ved at bruge maksimalværdierne af de aktuelle driftsparametre for transformatorer som lineære begrænsninger, konstrueres flere parameterdiagrammer. Gennem en omfattende analyse af alle parameterdiagrammer kan en standard strømforsyningsværdi og en maksimal strømforsyningsværdi opnås.

Disse værdier matchet derefter med driftsparametrene for den eksisterende transformator. Ved at tage standard strømforsyningsværdien som minimumsværdi og maksimal strømforsyningsværdi som øvre grænse, kan de grundlæggende kapacitetsudvidelseskrav fastsættes.

På denne basis, ved at samle ændringer i elforbrug i det lokale område over de sidste 10 år, antages det, at gennemsnitligt elforbrug har steget med 2% over disse 10 år, er en yderligere kapacitetsudvidelse på mindst 2% oven i de grundlæggende kapacitetsudvidelseskrav nødvendig for at opfylde strømforsyningskravet.

Anvendelse af Overbelasted Transformatorer

For bedre at forebygge overbelastning af fordeltransformatorer, kræver anvendelsen af overbelasted transformatorer også nøje opmærksomhed. Dette skyldes, at overbelasted transformatorer er i stand til at drive kontinuert i henholdsvis 6 timer, 3 timer og 1 time under 1,5 gange nominel kapacitet, 1,75 gange nominel kapacitet og 2,0 gange nominel kapacitet. Dette giver stærk støtte til at forebygge overbelastning af fordeltransformatorer.

Gennem en dybdegående analyse er det ikke svært at finde, at sammenlignet med almindelige fordeltransformatorer, skal overbelasted fordeltransformatorer klare strøm, der er højere end den nominelle strøm, og isoleringsmaterialerne, der anvendes, opfylder isoleringsvarmetilstandskravet over B-klassen.

Det bør bemærkes, at når overbelasted transformatorer anvendes, bør opmærksomhed rettes mod deres isoleringsklasser. Overbelasted transformatorer med B, A og F-klassificerede isolering har forskellige egenskaber i praktisk anvendelse, og der er også betydelige forskelle i økonomisk effektivitet. For eksempel anvender S13-M(F)-100/10GZ overbelasted transformator en vindet kerne type og F-klassificeret overbelastningsprodukt, hvilket gør, at dens isoleringsmateriale er F-klassificeret.

Ved at udføre målinger som isoleringsmodstandsmåling fra vindings til jord, spændingsforholdsmåling, og forbindelsesgruppebestemmelse, vindingsmodstandsmåling, isoleringsolieprøve, ekstern overbelastningsprøve, induceret overbelastningsprøve, kortslutningsimpedans og belastningstabsmåling, tomstrøm og tomstrømstabsmåling omkring dette model af overbelasted transformator, kan det konstateres, at S13-M(F)-100/10GZ overbelasted transformator opfylder forskellige specifikationskrav.

Og gennem analyse af belastningskapacitetstest og temperaturstigningstest kan det yderligere bevises, at denne model af overbelasted transformator har fordele i performance. Gennem en dybdegående analyse er det ikke svært at finde, at S13-M(F)-100/10GZ overbelasted transformator med F-klassificeret isolering har en lavere kost, og den kan generelt opfylde de samme belastningskrav som konventionelle fordeltransformatorer.

Sammenlignet med S13-M(A)-100/10GZ overbelasted transformator, er den nominelle kapacitet og de eksterne dimensioner på S13-M(F)-100/10GZ overbelasted transformator mere lignende konventionelle fordeltransformatorprodukter. F-klassificeret isolering har høj anti-aging evne og varmestabilitet, hvilket også gør, at S13-M(F)-100/10GZ overbelasted transformator har betydelige fordele i forhold til højt temperaturstabilitet, mekaniske egenskaber, anti-aging egenskaber og hastigheden i nedbrydningsspænding under AC flashover. Derved er levetiden af fordeltransformatorer godt garanteret.