Elosztó transzformátorok túlterheléseinek elemzése és megoldásai
Előtérbeli transzformátorok túlterheltsége okai
Ésszerűtlen monitorozási módszer
A transzformátor működése során annak biztonságos működésének biztosítása érdekében a transzformátor terhelése figyelése mellett jelenleg leginkább az átlagos terhelés megszerzésére irányuló napjáról napra tartó monitorozás alkalmazásra kerül. Azonban a különböző időpontokban eltérő elektronikus eszközök igényei, valamint a vállalatokban különböző időpontokban működő berendezések teljesítménye és száma miatt a transzformátor terhelése változik.
A jelenlegi monitorozási rendszer alacsony képességgel bír a különböző időpontokban történő terhelés figyelésére, ami azt eredményezi, hogy az elektromos vállalatok nem tudnak mélyebb ismeretekre jutni a transzformátor terheléséről különböző időpontokban. Ha a transzformátor terhelése túl magas, az elektromos vállalatok nem tudnak megfelelő intézkedéseket hozni a transzformátor terhelésének csökkentésére, aminek következtében előfordulhat a disztribúciós transzformátor túlterheltsége.
Egyetlen transzformátor terhelése túl alacsony
Néhány területen a terhelés kiszámításában a felelős személyek hibákat köthettek, és a transzformátorok ésszerűtlen kiválasztása oka lehet a disztribúciós transzformátorok állandóan túlterheltségének. A túlterheltség két fő esete van:
Az egyik az egyetlen transzformátorral történő ellátás módja. Ahogy a neve is utal rá, ebben a módban egyetlen transzformátor használata történik a disztribúcióhoz. Ebben a disztribúciós módban, ha az egyetlen transzformátor nem tudja kielégíteni a terhelési igényeket, ez vezethet a transzformátor túlterheltségéhez. Ez nem csak gátolja a disztribúció stabilitását, de könnyen baleseteket is okozhat.
A másik több transzformátorral történő ellátás módja. Jelenleg az ellátás és disztribúció területén több disztribúciós transzformátor párhuzamos működtetése a disztribúciós folyamat stabilitásának biztosítása érdekében. Ugyanakkor sok elektromos vállalat, költségek megtakarítása érdekében, ennek a módnak megfelelően több viszonylag kis terhelésű transzformátort használ. Kapcsolatuk után bekapcsolják őket. Ilyen esetekben, ha a transzformátorok közül egy hibás lesz, az egész disztribúciós transzformátorrendszer túlterheltségéhez vezethet.
A tervezett energiafogyasztás növekedési üteme túl alacsony
A transzformátorok tervezése és kiválasztása során szükséges a jövőbeni energiafogyasztás növekedési ütemének becslése, hogy a disztribúciós transzformátor mindig normál terhelés mellett működjön az életciklusának teljes ideje alatt. Az energiafogyasztás növekedési ütemének kiszámítása nagy feladat, amely részletes ismereteket igényel a régió tervezéséről és népességnövekedéséről. Azonban Kínában most gyors fejlődési periódusba lépett, és minden ellátási területen is gyorsan növekszik az energiafogyasztás. Az energiafogyasztás gyors növekedése két fő tényezőtől függ:
Az egyik a nagy teljesítményű elektronikus eszközök számának növekedése. Az életszínvonal emelkedésével egyre több háztartás vásárol nagy teljesítményű elektronikus eszközöket, ami teljesen eltér az öreg életmódtól. Az energiafogyasztás növekedési ütemének kiszámítása és tervezése az öreg életmód alapján lassan a disztribúciós transzformátorok túlterheltségéhez vezethet.
A másik a vállalati energiafogyasztás növekedése. Jelenleg sok disztribúciós transzformátor különböző vállalatok ellátására szolgál. Azonban az új korban a vállalatok növelik a termelési kapacitásukat, ami jelentősen növeli az energiafogyasztás növekedési ütemét, és a transzformátorok túlterheltségéhez vezet.
Disztribúciós transzformátorok túlterheltségének megoldásai
Disztribúciós transzformátorok párhuzamos működtetése
A disztribúciós transzformátorok túlterheltségének egyik oka az egyetlen vonalon jelentkező túl nagy munka nyomás. Ezen alapul, próbálkoznunk kell a párhuzamos működtetés elérésével. Több vonal független működtetése megoldhatja az egyetlen vonalon jelentkező túl nagy munka nyomás problémáját. A disztribúciós transzformátorok párhuzamos működtetéséhez számítandó bele az egyenlő nominális feszültség arány, azonos fáziskövetkezet, és hasonló feszültség. Emellett a párhuzamosan működő transzformátorok közötti kapacitás különbségének nem szabad túl nagynak lennie.
Általánosságban, nem ajánlott, hogy a legnagyobb transzformátor kapacitása háromszorosa legyen a legkisebbnek. Például, egy 400KVA disztribúciós transzformátor esetén, általános esetben a munka nyomás mindig 70 - 80% között marad, de a fogyasztási csúcsidőkben még 100%-nál is meghaladható, a ható teljesítmény 420KW-ra, a legalacsonyabb terhelés pedig csak 18%. Ilyen esetekben a vonalt átalakíthatjuk olyan módba, ahol egy 315KVA transzformátor és egy 200KVA transzformátor párhuzamosan működik. Alacsony terhelési szinten egyikük indításra kerül, túl nagy munka nyomás esetén mindkettő indításra kerül, így párhuzamos állapotban képesek teljesíteni a munka igényeit, miközben gazdaságos működést is elérhetünk.
Disztribúciós transzformátorok párhuzamos működtetése
A disztribúciós transzformátorok túlterheltségének egyik oka, hogy egyetlen vonal hordja a túl nagy munka nyomást. Ennek megoldására a párhuzamos működtetést lehet implementálni. Több vonal független működtetése segít elkerülni az egyetlen vonalon jelentkező túl nagy nyomás problémáját. A disztribúciós transzformátorok párhuzamos működtetésekor számítandó bele az egyenlő nominális feszültség arány, azonos fáziskövetkezet, és hasonló feszültség.
Emellett a párhuzamosan kapcsolt transzformátorok közötti kapacitás különbségének nem szabad túl nagynak lennie. Általánosságban, nem ajánlott, hogy a legnagyobb transzformátor kapacitása háromszorosa legyen a legkisebbnek. Például, egy 400KVA disztribúciós transzformátor esetén, általános esetben a munka nyomás mindig 70 - 80% között marad, de a fogyasztási csúcsidőkben még 100%-nál is meghaladható, a ható teljesítmény 420KW-ra, a legalacsonyabb terhelés pedig csak 18%. Ilyen esetekben a vonalt átalakíthatjuk olyan módba, ahol egy 315KVA transzformátor és egy 200KVA transzformátor párhuzamosan működik. Alacsony terhelési szinten egyikük indításra kerül, túl nagy munka nyomás esetén mindkettő indításra kerül, így párhuzamos állapotban képesek teljesíteni a munka igényeit, miközben gazdaságos működést is elérhetünk.
Transzformátor kapacitás bővítése
A transzformátor kapacitásának bővítése gyakori megoldás a transzformátorok túlterheltségének kezelésére. Ez a módszer szükséges a különböző régiókban jelenlegi ellátási munka komplex elemzésére és vizsgálatára. Meg kell ismerni az energiafogyasztás változásait különböző időszakokban, évben, negyedévben és hónapban, különösen a fogyasztási csúcsokat.
Szabványérték modelleket kell kialakítani rendszeres adatok alapján, és egyedi érték modelleket a fogyasztási csúcsok alapján. A jelenlegi transzformátor működési paramétereinek maximális értékeit lineáris korlátozóként használva, több paraméter diagramot építhetünk fel. A paraméter diagramok teljes elemzése alapján standard ellátási értéket és maximum ellátási értéket kaphatunk.
Ezeket az értékeket a meglévő transzformátor működési paramétereivel kell összeilleszteni. A standard ellátási értéket a minimális értékként, a maximum ellátási értéket a felső határként, a kapacitás bővítési alapvető igényeit lehet meghatározni.
Ezen alapul, a helyi területen az elmúlt 10 évben bekövetkezett energiafogyasztás változásainak gyűjtésével, feltételezve, hogy az átlagos energiafogyasztás 10 év alatt 2%-kal nőtt, a kapacitás bővítési alapvető igényeitől legalább 2%-kal nagyobbra kell bővíteni, hogy kielégítse az ellátási igényeket.
Túlterhelhető transzformátorok alkalmazása
A disztribúciós transzformátorok túlterheltségének jobb megelőzéséhez a túlterhelhető transzformátorok alkalmazása is kulcsfontosságú. Ez azért, mert a túlterhelhető transzformátorok képesek 1,5-szeres, 1,75-szeres, illetve 2,0-szeres nominális kapacitás mellett rendre 6, 3, és 1 órán keresztül folyamatosan működni. Ez erős támogatást nyújt a disztribúciós transzformátorok túlterheltségének megelőzéséhez.
Mélyebb elemzés alapján nem nehéz megállapítani, hogy a szokásos disztribúciós transzformátorokkal szemben a túlterhelhető disztribúciós transzformátoroknak magasabb, mint a nominális áramot kell kiállniuk, és a használt izoláló anyagok B-os vagy annál magasabb izoláló hőtűrősségi osztály szabványát teljesítik.
Fontos megjegyezni, hogy a túlterhelhető transzformátorok alkalmazásakor a figyelemre méltó izoláló osztályokra kell odafigyelni. A B, A, és F izoláló osztályú túlterhelhető transzformátorok gyakorlati alkalmazásban eltérő jellemzőket mutatnak, és a gazdaságosságukban is jelentős különbségek vannak. Például, az S13-M(F)-100/10GZ túlterhelhető transzformátor ciklusos maggal és F izoláló osztályú túlterhelhető termékként, F izoláló osztályú anyagot használ.
A transzformátor térkapacitás mérése, feszültség arány mérése, csatlakozási csoport jelölés meghatározása, tekercsellenállás mérése, izoláló olaj teszt, külső túlfeszültség ellenálló teszt, indukált túlfeszültség ellenálló teszt, rövidzárlás ellenállás és terhelés veszteség mérése, üresjárati áram és üresjárati veszteség mérése, ezekkel a mérésekkel a modell túlterhelhető transzformátorának megfelelőségét szabványok szerint lehet meghatározni. A terhelésviselő képesség és hőemelkedési tesztek elemzése további bizonyítékot ad arra, hogy ez a modell túlterhelhető transzformátor teljesítménybeli előnyökkel rendelkezik. Mélyebb elemzés alapján nem nehéz megállapítani, hogy az F izoláló osztályú S13-M(F)-100/10GZ túlterhelhető transzformátor alacsonyabb költséggel rendelkezik, és általában ugyanolyan terhelési igényeket képes kielégíteni, mint a konvencionális disztribúciós transzformátorok. Az S13-M(A)-100/10GZ túlterhelhető transzformátorhoz képest az S13-M(F)-100/10GZ túlterhelhető transzformátor nominális kapacitása és külső méretei hasonlóak a szokásos disztribúciós transzformátor termékekhez. Az F izoláló osztály magas anti-öregedési képességgel és hőtűrő hőmérséklettel rendelkezik, ami az S13-M(F)-100/10GZ túlterhelhető transzformátor szempontjából jelentős előnyöket jelent a magas hőmérsékletű stabilitás, mechanikai tulajdonságok, anti-öregedési tulajdonságok, és az AC villanás közbeni összeomlás feszültségének emelkedési sebessége tekintetében. Így a disztribúciós transzformátor élettartama is jól garantált.
