Análise e Solucións para a Operación en Sobrecarga de Transformadores de Distribución

Razóns para a Operación en Sobrecarga de Transformadores de Distribución

Método de Monitorización Irrazoable

Durante a operación dun transformador, para asegurar a súa operación segura, monitorízase a carga do transformador. Actualmente, adoita adoptarse unha monitorización as 24 horas para obter a carga media do transformador de distribución. No entanto, debido ás diferentes demandas de electrodomésticos en diferentes momentos, así como á diferenza no poder e na cantidade de equipos en funcionamento nas empresas en diferentes momentos, a carga do transformador cambiará.

O sistema de monitorización existente ten unha capacidade pobre para monitorizar a carga en diferentes momentos, o que impide que as empresas eléctricas teñan un coñecemento en profundidade da carga do transformador en diferentes momentos. Cando a carga do transformador é demasiado alta, as empresas eléctricas non poden tomar medidas pertinentes para reducir a carga do transformador, resultando na operación en sobrecarga do transformador de distribución.

A Carga de Un Só Transformador é Demasiado Baixa

En algúns lugares, o persoal relevante comete erros no cálculo da carga, e a selección irrazoable de transformadores pode levar a que os transformadores de distribución estean sempre nun estado de operación en sobrecarga. Hai principalmente dúas situacións de operación en sobrecarga de distribución de enerxía:

• Unha é o modo de suministro de enerxía con un só transformador. Como o nome indica, este modo utiliza un só transformador para a distribución de enerxía. Neste modo de distribución de enerxía, se o transformador único non pode satisfacer as necesidades de carga, isto levará á operación en sobrecarga do transformador. Isto non só non garante a estabilidade da distribución de enerxía, senón que tamén pode causar facilmente accidentes de seguridade.

• A outra é o modo de suministro de enerxía con múltiples transformadores. Actualmente, no campo do suministro e distribución de enerxía, adoita adoptarse o modo de operación de múltiples transformadores de distribución para asegurar a estabilidade do proceso de distribución de enerxía. No entanto, moitas empresas eléctricas, para ahorrar custos, utilizan neste modo varios transformadores con cargas individuais relativamente pequenas. Despois de conectar, ponénnos en funcionamento. Neste caso, cando un dos transformadores falla, isto fará que todo o sistema de transformadores de distribución estea nun estado de operación en sobrecarga.

A Taxa de Crecemento do Consumo de Enerxía Diseñada é Demasiado Baixa

Durante o deseño e a selección de transformadores, é necesario estimar a taxa de crecemento do consumo de enerxía no futuro para asegurar que o transformador de distribución poida operar sempre baixo unha carga normal durante a súa vida útil. Calcular a taxa de crecemento do consumo de enerxía é unha tarefa importante que require un coñecemento relativamente detallado da planificación regional e da taxa de crecemento da poboación. No entanto, xa que China entró nun período de desenvolvemento rápido, o consumo de enerxía en cada área de distribución de enerxía tamén entró nun período de aumento rápido. O aumento rápido do consumo de enerxía está principalmente causado por dous factores:

• Un é o aumento no número de electrodomésticos de alta potencia. Con a mellora do nivel de vida, máis e máis familias están adquirindo electrodomésticos de alta potencia, que é completamente diferente das antigas costumbres de vida. Calcular e deseñar a taxa de crecemento do consumo de enerxía baseándose nas antigas costumbres de vida levará gradualmente á operación en sobrecarga de transformadores de distribución.

• O outro é o aumento do consumo de enerxía das empresas. Actualmente, moitos transformadores de distribución suministran enerxía a varias empresas. No entanto, na nova era, varias empresas están aumentando a súa capacidade de produción, o que aumenta significativamente a taxa de crecemento do consumo de enerxía e leva á operación en sobrecarga de transformadores.

Solucións para a Operación en Sobrecarga de Transformadores de Distribución

Operación en Paralelo de Transformadores de Distribución

Unha das razóns para a operación en sobrecarga de transformadores de distribución é a presión de traballo excesiva nunha soa liña. Sobre esta base, debe tentarse lograr a operación en paralelo. A operación independente de múltiples liñas pode evitar o problema de alta presión de traballo nunha soa liña. Para a operación en paralelo de transformadores de distribución, deben considerarse factores como cocientes de voltaxes nominais iguais, a mesma secuencia de fases e voltaxes comparables. Ademais, a diferenza de capacidade entre transformadores en paralelo non debe ser demasiado grande.

Xeralmente, non se recomenda que a capacidade do transformador máis grande supere tres veces a do máis pequeno. Por exemplo, para un transformador de distribución de 400KVA, nas condicións normais, a presión de traballo mantense sempre entre o 70 - 80%, pero durante os períodos de consumo máximo de enerxía, pode chegar incluso ao 100%, con unha potencia activa de 420KW e a menor carga sendo só o 18%.

Neste caso, a liña pode reconstruírse nun modo onde un transformador de 315KVA e un transformador de 200KVA operan en paralelo. Cando o nivel de carga é baixo, un deles se inicia para a operación; cando a presión de traballo é demasiado alta, ambos se inician simultaneamente, permitindo que cumpran os requisitos de traballo nun estado paralelo mentres logran unha operación económica.

Operación en Paralelo de Transformadores de Distribución

Unha das razóns para a operación en sobrecarga de transformadores de distribución é que unha soa liña soporta unha presión de traballo excesiva. Para abordar isto, pode implementarse a operación en paralelo. A operación independente de múltiples liñas axuda a evitar o problema de alta presión nunha soa liña. Ao operar transformadores de distribución en paralelo, deben considerarse factores como cocientes de voltaxes nominais iguais, a mesma secuencia de fases e voltaxes comparables.

Ademais, a diferenza de capacidade entre transformadores conectados en paralelo non debe ser demasiado grande. Xeralmente, non é aconsellable que a capacidade do transformador máis grande supere tres veces a do máis pequeno. Por exemplo, para un transformador de distribución de 400KVA, nas condicións normais, a presión de traballo permanece entre o 70 - 80%, pero durante os períodos de consumo máximo de enerxía, pode superar incluso o 100%, con unha potencia activa de 420KW e a menor carga sendo só o 18%.

Neste caso, a liña pode reformularse a un modo onde un transformador de 315KVA e un transformador de 200KVA operan en paralelo. Cando o nivel de carga é baixo, un deles se activa para a operación; cando a presión de traballo é demasiado alta, ambos se activan simultaneamente, permitindo que cumpran os requisitos de traballo nun estado paralelo e logren unha operación económica.

Ampliación da Capacidade do Transformador

A ampliación da capacidade do transformador é un enfoque común para resolver o problema da operación en sobrecarga do transformador. Este método require unha análise e investigación comprehensiva do traballo de suministro de enerxía existente en varias rexións. É necesario comprender os cambios no consumo de enerxía en diferentes períodos de tempo, anos, trimestres e meses, especialmente o consumo máximo de enerxía.

Estábase un modelo de valor medio baseado en datos regulares, e un modelo de valor singular baseado no consumo máximo de enerxía. Utilizando os valores máximos dos parámetros de funcionamento actuais do transformador como restriccións lineares, constrúense varias diagramas de parámetros. A través da análise comprehensiva de todos os diagramas de parámetros, pode obterse un valor estándar de suministro de enerxía e un valor máximo de suministro de enerxía.

Estes valores despois se combinan coos parámetros de funcionamento do transformador existente. Tomando o valor de suministro estándar como o mínimo e o valor de suministro máximo como o límite superior, poden determinarse os requisitos básicos de ampliación de capacidade.

Sobre esta base, recolectando os cambios no consumo de enerxía na área local nos últimos 10 anos, supoñendo que o consumo médio de enerxía aumentou un 2% durante estes 10 anos, é necesario un aumento adicional de capacidade polo menos un 2% sobre os requisitos básicos de ampliación de capacidade para atender a demanda de suministro de enerxía.

Aplicación de Transformadores de Sobrecarga

Para prevenir mellor a operación en sobrecarga de transformadores de distribución, a aplicación de transformadores de sobrecarga tamén require atención clave. Isto é porque os transformadores de sobrecarga son capaces de operar de forma continua durante 6h, 3h e 1h respectivamente baixo condicións de 1.5 veces a capacidade nominal, 1.75 veces a capacidade nominal e 2.0 veces a capacidade nominal. Isto proporciona un forte apoio para prevenir a operación en sobrecarga de transformadores de distribución.

A través dunha análise en profundidade, non é difícil descubrir que, en comparación cos transformadores de distribución convencionais, os transformadores de distribución de sobrecarga necesitan resistir correntes superiores á corrente nominal, e os materiais aislantes utilizados cumpren o estándar de resistencia térmica de aislamiento superior ao grao B.

Debe notarse que, ao aplicar transformadores de sobrecarga, debe prestar atención aos seus graos de aislamento. Os transformadores de sobrecarga con aislamentos de grao B, A e F teñen diferentes características en aplicacións prácticas, e tamén hai diferenzas significativas na eficiencia económica. Por exemplo, o transformador de sobrecarga S13 - M(F) - 100/10GZ adopta un tipo de núcleo enrollado e un produto de sobrecarga de aislamento de grao F, que fai que o seu material de aislamento sexa de grao F.

Realizando medidas como a medida da resistencia de aislamento entre bobinas e terra, a medida da relación de voltaxe, a determinación do signo do grupo de conexión, a medida da resistencia das bobinas, a proba do aceite de aislamento, a proba de resistencia a sobretensión externa, a proba de resistencia a sobretensión inducida, a medida da impedancia de curto circuito e a perda de carga, a medida da corrente e a perda en vacío arredor deste modelo de transformador de sobrecarga, pode determinarse que o transformador de sobrecarga S13 - M(F) - 100/10GZ cumpre diversos requisitos de especificación.

E a través da análise de probas de capacidade de carga e de elevación de temperatura, pódese probar ademais que este modelo de transformador de sobrecarga ten vantaxes de rendemento. A través dunha análise en profundidade, non é difícil descubrir que o transformador de sobrecarga S13 - M(F) - 100/10GZ con aislamento de grao F ten un custo menor, e xeralmente pode satisfacer as mesmas necesidades de carga que os transformadores de distribución convencionais.

En comparación co transformador de sobrecarga S13 - M(A) - 100/10GZ, a capacidade nominal e as dimensións exteriores do transformador de sobrecarga S13 - M(F) - 100/10GZ son máis similares aos produtos de transformadores de distribución convencionais. O aislamento de grao F ten unha alta capacidade anti-envellecemento e resistencia térmica, o que tamén fai que o transformador de sobrecarga S13 - M(F) - 100/10GZ teña ventaxas significativas en termos de estabilidade a altas temperaturas, propiedades mecánicas, propiedades anti-envellecemento e a velocidade de aumento da tensión de rotura durante o flash AC. Así, a vida útil do transformador de distribución está ben garantida.