Analyse og løsninger for overbelasted drift av distribusjonstransformatorer

Årsaker til overbelasted drift av distribusjonstransformatorer

Ufornuftig overvåkingsmetode

Under drift av en transformator, for å sikre dens sikker drift, blir belastningen på transformator overvåket. For øyeblikket brukes hovedsakelig rundt klokka overvåking for å få den gjennomsnittlige belastningen på distribusjonstransformator. Imidlertid, på grunn av ulike behov for elektriske apparater ved ulike tider, samt ulik effekt og mengde av utstyr i drift i bedrifter ved ulike tider, vil belastningen på transformator endre seg.

Det eksisterende overvåkingssystemet har dårlig evne til å overvåke belastning på forskjellige tidspunkter, noe som hindrer kraftselskaper i å ha en dyp forståelse av transformatorbelastningen på forskjellige tidspunkter. Når transformatorbelastningen er for høy, er kraftselskapene uforstått å ta relevante tiltak for å redusere transformatorbelastningen, noe som fører til overbelasted drift av distribusjonstransformator.

Belastningen på en enkelt transformator er for lav

I noen områder begår relevante personer feil i belastningsberegning, og ufornuftig valg av transformatorer kan føre til at distribusjonstransformatorer alltid er i en overbelasted driftstilstand. Det er hovedsakelig to situasjoner med overbelasted strømforsyning:

• Den ene er én-transformator-forsyningsmodus. Som navnet antyder, bruker denne modusen en enkelt transformator for strømforsyning. I denne strømforsyningsmodusen, hvis den ene transformator ikke kan møte belastningskrav, vil det føre til overbelasted drift av transformator. Dette sikrer ikke bare stabiliteten i strømforsyningen, men kan også lett føre til sikkerhetsuhell.

• Den andre er fler-transformator-forsyningsmodus. For øyeblikket, i strømforsyning og -distribusjon feltet, blir hovedsakelig modusen med å drive flere distribusjonstransformatorer benyttet for å sikre stabiliteten i strømforsyningen. Imidlertid, mange kraftselskaper, for å spare kostnader, bruker flere transformatorer med relativt små individuelle belastninger i denne modusen. Etter kobling, settes de i drift. I dette tilfellet, når en av transformatorne mislykkes, vil det føre til at hele distribusjonstransformatorsystemet er i en overbelasted driftstilstand.

Den beregnede energiforbrukstillveksten er for lav

Under design og valg av transformatorer, er det nødvendig å estimere energiforbrukstillveksten i fremtiden for å sikre at distribusjonstransformator kan alltid operere under normal belastning gjennom hele sin levetid. Beregning av energiforbrukstillvekst er en viktig oppgave som krever en relativt detaljert forståelse av regionalt planlegging og befolkningsvekst. Imidlertid, da Kina nå har kommet inn i en periode med rask utvikling, har energiforbruket i hver strømforsyningsområde også kommet inn i en periode med rask økning. Den raske økningen i energiforbruket er hovedsakelig forårsaket av to faktorer:

• Den ene er økningen i antall høyeffekts elektriske apparater. Med forbedret levestandard kjøper flere og flere husholdninger høyeffekts elektriske apparater, noe som er helt annerledes fra gamle levevaner. Beregning og design av energiforbrukstillvekst basert på gamle levevaner vil gradvis føre til overbelasted drift av distribusjonstransformatorer.

• Den andre er økningen i bedriftsenergiforbruk. For øyeblikket leverer mange distribusjonstransformatorer strøm til ulike bedrifter. Imidlertid, i det nye tidsaldret, øker ulike bedrifter produksjonskapasiteten, noe som øker energiforbrukstillveksten betydelig og fører til overbelasted drift av transformatorer.

Løsninger for overbelasted drift av distribusjonstransformatorer

Parallell drift av distribusjonstransformatorer

En av grunnene til overbelasted drift av distribusjonstransformatorer er for høy arbeidspress på en enkelt linje. På denne bakgrunn bør forsøk gjøres for å oppnå parallell drift. Uavhengig drift av flere linjer kan unngå problemet med høy arbeidspress på en enkelt linje. For parallell drift av distribusjonstransformatorer, må faktorer som like nominelle spenningforhold, samme faserekkefølge, og sammenlignbare spenninger tas i betraktning. Dessuten, kapasitetsforskjellen mellom transformer i parallelle forbinder bør ikke være for stor.

Generelt anbefales det ikke at kapasiteten til den største transformator overstiger tre ganger den minste. For eksempel, for en 400KVA distribusjonstransformator, under normale forhold, er arbeidspresset alltid vedholdende mellom 70-80%, men under toppstrømforbrukperiode, kan det til og med overstige 100%, med aktiv effekt på 420KW og den laveste belastningen kun 18%.

I dette tilfellet kan linjen omkonstrueres til en modus der en 315KVA transformator og en 200KVA transformator opererer parallelt. Når belastningsnivået er lavt, starter en av dem for drift; når arbeidspresset er for høyt, starter begge samtidig, slik at de kan oppfylle arbeidskrav i en parallell tilstand samtidig som de oppnår økonomisk drift.

Parallell drift av distribusjonstransformatorer

En av grunnene til overbelasted drift av distribusjonstransformatorer er at en enkelt linje bærer for høy arbeidspress. For å løse dette, kan parallell drift implementeres. Uavhengig drift av flere linjer hjelper til å unngå problemet med høy press på en enkelt linje. Når man driver distribusjonstransformatorer parallelt, må faktorer som like nominelle spenningforhold, samme faserekkefølge, og sammenlignbare spenninger tas i betraktning.

 Dessuten, kapasitetsforskjellen mellom parallelt koblet transformer bør ikke være for stor. Generelt er det ikke rådlig for kapasiteten til den største transformator å overstige tre ganger den minste. For eksempel, for en 400KVA distribusjonstransformator, under normale forhold, holder arbeidspresset seg mellom 70-80%, men under toppstrømforbrukperiode, kan det til og med overstige 100%, med aktiv effekt på 420KW og den laveste belastningen kun 18%.

I slike tilfeller kan linjen omkonstrueres til en modus hvor en 315KVA transformator og en 200KVA transformator opererer parallelt. Når belastningsnivået er lavt, aktiveres en av dem for drift; når arbeidspresset er for høyt, aktiveres begge samtidig, slik at de kan oppfylle arbeidskrav i en parallell tilstand og oppnå økonomisk drift.

Transformator kapasitetsutvidelse

Transformator kapasitetsutvidelse er en vanlig metode for å løse problemet med overbelasted drift av transformator. Denne metoden krever en grunnleggende analyse og undersøkelse av den eksisterende strømforsyningen i ulike områder. Det er nødvendig å forstå forbruksendringene i ulike tidsperioder, år, kvartaler og måneder, spesielt toppstrømforbruket.

 Et gjennomsnittsverdimodell bygges basert på regulære data, og et singulært verdi-modell bygges basert på toppverdi strømforbruk. Ved å bruke maksimalverdier av gjeldende transformator driftsparametre som lineære begrensninger, konstrueres flere parametrediagrammer. Gjennom en helhetlig analyse av alle parametrediagrammer, kan standard strømforsyning og maksimal strømforsyning oppnås.

Disse verdiene matchers deretter med driftsparametrene for den eksisterende transformator. Ved å ta standard strømforsyning som minimum og maksimal strømforsyning som øvre grense, kan de grunnleggende kapasitetsutvidelsesbehov bestemmes.

På denne bakgrunn, ved å samle inn forbruksendringene i det lokale området over de siste 10 årene, antar at det gjennomsnittlige forbruket har økt med 2% over disse 10 årene, er det nødvendig med en ytterligere kapasitetsøkning på minst 2% over de grunnleggende kapasitetsutvidelsesbehovene for å møte strømforsyningsetterspørselen.

Bruk av overlasttransformatorer

For å bedre forebygge overbelasted drift av distribusjonstransformatorer, krever bruken av overlasttransformatorer også nøye oppmerksomhet. Dette skyldes at overlasttransformatorer kan operere kontinuerlig i henholdsvis 6 timer, 3 timer og 1 time under 1,5 ganger nominell kapasitet, 1,75 ganger nominell kapasitet, og 2,0 ganger nominell kapasitet. Dette gir sterk støtte for å forebygge overbelasted drift av distribusjonstransformatorer.

Gjennom grundig analyse er det ikke vanskelig å finne at sammenlignet med vanlige distribusjonstransformatorer, må overlastdistribusjonstransformatorer holde ut strømmer høyere enn nominell strøm, og isoleringsmaterialene som brukes, oppfyller isolasjonens varmebestandighetsklasse standard over klasse B.

Det bør merkes at ved bruk av overlasttransformatorer, skal oppmerksomhet rettes mot deres isolasjonsklasser. Overlasttransformatorer med B-, A- og F-klasse isolasjon har ulike egenskaper i praktisk bruk, og det er også betydelige forskjeller i økonomisk effektivitet. For eksempel, S13-M(F)-100/10GZ overlasttransformator bruker en vindet kjernetype og F-klasse isolasjon overlastprodukt, noe som gjør at isolasjonsmaterialets klasse er F.

Ved å utføre målinger som isoleringsmotjord resistansmåling, spenningforholdsmåling, og koblingsgruppe merkebestemmelse, vindingsresistansmåling, isoleringsoljetest, ekstern overvoltage standhaftighetstest, indusert overvoltage standhaftighetstest, kortslutningsimpedans og lasttapsmåling, tomstrøm og tomstrømtapsmåling rundt denne modellen av overlasttransformator, kan det fastslås at S13-M(F)-100/10GZ overlasttransformator oppfyller ulike spesifikasjonskrav.

Og gjennom analyse av lastbæreevne tester og temperaturstigningstester, kan det videre bevises at denne modellen av overlasttransformator har ytelsesfordeler. Gjennom grundig analyse er det ikke vanskelig å finne at S13-M(F)-100/10GZ overlasttransformator med F-klasse isolasjon har en lavere kostnad, og den kan generelt møte samme lastkrav som konvensjonelle distribusjonstransformatorer.

Sammenlignet med S13-M(A)-100/10GZ overlasttransformator, er nominell kapasitet og eksterne dimensjoner til S13-M(F)-100/10GZ overlasttransformator mer lik de konvensjonelle distribusjonstransformatorprodukter. F-klasse isolasjon har høy motaldringsevne og varmebestandighetstemperatur, noe som også gjør at S13-M(F)-100/10GZ overlasttransformator har betydelige fordeler i form av høytemperaturstabilitet, mekaniske egenskaper, motaldringsegenskaper, og hastigheten av brytningsvoltalets stigning under AC blinkovertrykk. Dermed er livetiden til distribusjonstransformator vel sikret.