Hoe elektriciteitskwaliteitsproblemen in transformatoren van elektriciteitsnetwerken op te lossen

Transformators en kwaliteitscontrole van elektriciteit

De transformator is een kerncomponent van het elektriciteitsnetwerk. Kwaliteitscontrole van elektriciteit is essentieel voor het waarborgen van de veiligheid van de transformator, het verbeteren van de systeemefficiëntie en het verlagen van bedrijfs- en onderhoudskosten—wat direct invloed heeft op de betrouwbaarheid en prestaties van het gehele elektriciteitsnetwerk.

Waarom kwaliteitscontroles uitvoeren op transformators?

• Zorg voor veilige operatie van de transformator
  Kwaliteitsproblemen met elektriciteit—zoals harmonischen, spanningsschommelingen en belastingsonevenwicht—kunnen oververhitting, isolatieveroudering, verminderde efficiëntie en zelfs vroegtijdige storing veroorzaken.

• Herken harmonische vervuiling en voorkom overbelasting
  In moderne elektriciteitsystemen worden niet-lineaire belastingen (bijv. UPS-systemen, krachtelektronica, omvormers) wijdverspreid gebruikt, die harmonische stromen genereren. Deze verhogen ijzer- en koperverliezen in transformators. Wanneer de totale harmonische vervorming (THD) 5% overschrijdt, lopen transformators een aanzienlijk risico op overbelasting.

• Voorkom storingen in apparatuur door spanningsschommelingen
  Frequente spanningsschommelingen of flikkeren kunnen de transformator en de downstreamapparatuur destabiliseren, wat leidt tot operationele fouten.

• Reguleer belastingsonevenwicht om lokale oververhitting te voorkomen
  Een driefase belastingsonevenwicht veroorzaakt een te hoge neutrale stroom, wat resulteert in lokale oververhitting, verminderde efficiëntie en potentiële schade aan de transformator.

• Zorg voor de veiligheid van het aardingsysteem en voorkom N-G-spanningsproblemen
  Een onjuiste aarding kan leiden tot een verschuiving van het neutraal punt, waardoor een abnormale Neutral-to-Ground (N-G) spanning ontstaat, wat de werking van de transformator en de beschermapparatuur verstoort.

Hoe systematische kwaliteitscontroles uitvoeren op transformators

Harmonische controle en toepassing van K-factor

• Gebruik K-factortransformators: Selecteer de juiste K-waarde (bijv. K-4, K-13, K-20) op basis van de harmonische kenmerken van de belasting om de weerstand van de transformator tegen harmonische stromen te versterken.

• Beperk THD (totale harmonische vervorming): Houd de THD onder 5%, in overeenstemming met de IEEE 519-normen.

• Installeer filterapparatuur: Zet actieve of passieve filters in de buurt van harmonische bronnen om de injectie van harmonische stromen in het systeem te verminderen.

Onderdrukking van spanningsvervormingen en -schommelingen

• Gebruik spanningsstabilisatieapparatuur: Gebruik automatische spanningsregelaars (AVR) of statische var-generatoren (SVG) om de spanning te stabiliseren.

• Optimaliseer belastingschema's: Vermijd het gelijktijdig opstarten van high-powerapparatuur om spanningssags te minimaliseren.

• Implementeer monitoring en waarschuwing: Zet kwaliteitsmonitoringssystemen in om spanninganomalieën in real-time te detecteren en te waarschuwen.

Beperking van belastingsonevenwicht

• Optimaliseer belastingsverdeling: Behoud evenwichtige driefasestromen.

• Gebruik belastingsbalansers: Balans belastingen automatisch in toepassingen waar handmatige aanpassing onpraktisch is.

• Regelmatige inspectie en aanpassing: Gebruik kwaliteitsanalyzers om onevenwichtniveaus periodiek te monitoren en te corrigeren.

Aardingspraktijken voor transformators

• Juiste ontwerp en onderhoud van aardingsysteem

• Neutrale aarding: In afzonderlijke afgeleide systemen (SDS) moet het neutraal punt volgens normen zoals NEC 250 correct worden aangesloten om "floating ground" te voorkomen.

• Controleer N-G-spanning: Stabiliseer het neutrale potentiaal door middel van juiste aarding om de Neutral-to-Ground spanning te minimaliseren.

• Compliant aardingweerstand: Zorg ervoor dat de aardingweerstand voldoet aan de code-eisen (bijv., ≤4Ω).

• Vermijd menging van aarding: Houd signaal-aarding en kracht-aarding gescheiden om interferentie te verminderen.

• Regelmatige tests: Gebruik een aardingweerstandmeter om periodiek de integriteit van het systeem te controleren.

Capaciteit dimensionering met correctie van vervormingsfactor

• Rekening houden met Crest Factor (CF) en Harmonic Derating Factor (HDF): Pas de capaciteit van de transformator aan op basis van de werkelijke belastingskenmerken.

• Volg ANSI/IEEE C57.110: Pas de deratingfactoren van de standaard toe voor een accurate capaciteitsselectie.

• Bied capaciteitsmarge: Reserveer 10–20% extra capaciteit tijdens het ontwerp om toekomstige belastingen en harmonische effecten te accommoderen.