Vývoj integrovaného venkovního nízkoúrovňového proudového transformátoru
V elektroenergetické sítě odražují ztráty na vedení kvalitu plánování, návrhu a operačního řízení. Jsou klíčové pro hodnocení elektrických systémů. Pro detailní správu ztrát v nižkovoltových transformačních obvodech je kritické přesné měření ztrát. Proto je nezbytné posílit základní data, zajistit přesnost dat a správné shromažďování původních dat pro analýzu. Musíme také optimalizovat faktory ovlivňující přesnost shromažďování, uplatnit preventivní opatření a zlepšit detailní správu ztrát.
1 Současný stav detailního shromažďování ztrát v nižkovoltových transformačních obvodech
Od roku 2013 se městská elektrárna věnuje pokrytí detailního shromažďování ztrát. Po více než šesti letech jsou proudové transformátory pro sběr energie poškozeny povětrnostními podmínkami, což vedlo k odpojení ochranných čepů. Vystavení prostředí a slunečnímu záření dochází k trhlinám, což ohrožuje další poškození.
Některé transformátory pro detailní shromažďování ztrát v nižkovoltových oblastech jsou instalovány na visících kabelech. Silné větry je pohybují, což se projevuje v datech jako vliv větru na celkové čtečky. Je tedy potřeba zlepšit a aktualizovat tyto transformátory, aby byly odstraněny rizika a zlepšeno řízení.
V současné době se na místních nižkovoltových transformátorech používají silikonové gumové ochrany proti UV a dešti. Různé metody upevnění však vedou k tomu, že některé ochrany se postupem času odpojí. Kromě toho transformátory umístěné pod pojistnými skříněmi na samostatných nosnících, i když odolné vůči větru, do nich proniká voda zespodu, což způsobuje korozí jádra a ovlivňuje přesnost.
2 Nápady pro vývoj zařízení pro sběr energie
Výzkum a vývoj využívá zralé a spolehlivé vybavení a komponenty, které vycházejí z dokázaných řešení. Klíčový výzkum:
2.1 Návrh speciálního proudového transformátoru
Navrhnout transformátor pro venkovní použití, instalaci na živé vedení (otevřená struktura) a držení kabelů. Jeho rozdělené části se upevňují na křížové rameno vysokého sloupu, splňují požadavky místní elektrárny na parametry elektrické distribuce pro modernizaci schránky pro sběr energie transformátoru.
2.2 Výzkum zařízení pro vedení proudu z bodu perforace
Vyvinout zařízení pro vedení proudu z hlavního kabelu transformátoru pro měření a kontrolu. Integruje se s transformátorem. Izolace mezi bodem perforace a sekundárním vinutím transformátoru musí být 1,2krát vyšší než u obecných nižkovoltových transformátorů (1-minutové síťové napětí 3 kV). Izolace mezi bodem perforace a nosnici transformátoru musí také splňovat tento standard.
Napětí z jehly perforace prochází přepínačem (integrován s transformátorem) před vedením ven.
2.3 Návrh pro adaptabilitu na prostředí
Zařízení musí být vodotěsné, odporné na vlhkost, UV-odolné, pracovat dlouhodobě ve teplotách od -25°C do 70°C, odolat hurikánům stupně 12 a zemětřesením stupně 8, a mít ochranu IP67.
Příklad testovaných položek
Vzorky podléhají testům, včetně:
3 Vývoj integrovaných venkovních nižkovoltových zařízení
3.1 Návrh integrovaného venkovního nižkovoltového proudového transformátoru
Jako jádro sběrového zařízení transformátor opouští tradiční kruhový design. Používá čtvercový těleso (vhodné pro křížové rameno betonového sloupu), které se upevňuje šrouby, což snižuje dopad větru a vibrací na přesnost. Sekundární vodiče používají RV dráty o průřezu 2,5 mm²; otevřená struktura umožňuje instalaci na živé vedení.
Jádro používá japonské ocelové plechy ZW80 0,23 mm (oddělitelné, s vysokou počáteční permeabilitou a nízkými ztrátami), splňující přesnost třídy 0,5S. Těleso je z polycarbonátu; interiér je lepen epoxidovým hmotou pro stabilitu a izolaci.
3.2 Návrh jednotky pro vedení proudu z bodu perforace
Jehla perforace a přepínač jsou umístěny na spodní straně transformátoru. Jehla je kolmá na vnitřní otvor (směřující k jeho středu), je teleskopická (pohyb ≥ 1/2 průměru vnitřního otvoru, nastavitelná šrouby, krouticí moment ≥ 1 N·m). Připojena k přepínači transformátoru, vede ven RV drátem o průřezu 1,5 mm². Přepínač je lepen uvnitř, s ucpáním rtuti pro těsnou fixaci.
3.3 Návrh pro vodotěsnost, odolnost proti vlhkosti a UV-odolnost
Těleso transformátoru je lepeno epoxidovým hmotou pro plnou izolaci a uzavření. Drážky s silikonovými těsněními na rozdělených koncích zabrání proniknutí vody a vlhkosti.
Přepínač je lepen uvnitř; pohyblivá klikka a kořeny vodičů jsou těsněny silikonem nebo integrovány, bez expozice živých bodů.
Použití polycarbonátu a silikonové gumeny (prokázaná UV-odolnost, pomalé stárnutí, životnost 30+ let).
4 Závěr
Integrovaný venkovní nižkovoltový proudový transformátor má rozdělenou otevřenou strukturu, což umožňuje snadnou instalaci a práci na živém vedení. Rozdělené části jsou upevněny na křížové rameno, drží kabely pevně s vysokou odolností na tah a smyk.
Integruje signály proudu a napětí (včetně výkonu) pro sběr v oblasti transformátoru na sloupu. Přepínač na vedení napětí splňuje individualizované požadavky.
Teleskopická jehla perforace je vhodná pro kabely různé tloušťky a izolace. S plnou izolací a uzavřením (IP67) zajišťuje spolehlivost.
V současnosti rozdělené fáze (velký objem), budoucí optimalizace na třífázovou strukturu se přizpůsobí více scénářům, zlepší správu detailek ztrát v elektrickém systému.
