Hvordan løse kvalitetsproblemer i kraftsystemtransformatorer

Transformatorer og kvalitetskontroll av strøm

Transformator er en sentral komponent i strømsystemet. Kvalitetskontroll av strøm er grunnleggende for å sikre transformatorers sikkerhet, forbedre systemeffektivitet og redusere drifts- og vedlikeholdsomkostninger—det har direkte innvirkning på påliteligheten og ytelsen til hele strømnettverket.

Hvorfor utføre kvalitetstesting av strøm på transformatorer?

• Sikre trygg drift av transformator
  Problemer med strømkvalitet, som harmoniske, spenningssvingninger og ubalansert belastning, kan føre til overoppvarming, isolasjonsaldring, reduksjon i effektivitet og til og med forhastet utslag.

• Identifisere harmonisk forurensning og forebygge overbelasting
  Nyere strømsystemer bruker omfattende ikke-lineære belastninger (f.eks. UPS-systemer, strøm-elektronikk, invertere), som genererer harmoniske strømmer. Dette øker jern- og kobbertap i transformatorer. Når total harmonisk deformasjon (THD) overstiger 5%, står transformatorer overfor betydelig risiko for overbelasting.

• Forhindre utstyrsfeil pga. spenningssvingninger
  Hytte spenningssvingninger eller flimmer kan destabilisere transformatorer og nedstrømsutstyr, som fører til driftsfeil.

• Kontrollere belastningsubalans for å unngå lokal overoppvarming
  Ubalance i tre-fase belastning fører til for høy nøytralstrøm, som resulterer i lokal overoppvarming, reduksjon i effektivitet og potensiell skade på transformator.

• Sikre sikkerheten i jordingsystemet og forebygge N-G spenningsproblemer
  Uaktuelt jordingsdesign kan føre til at nøytralpunktet drifter, som igjen fører til abnorm Neutral-to-Jord (N-G) spenning, noe som forstyrrer transformatorens drift og funksjonen til beskyttelsesenheter.

Hvordan gjennomføre systematisk kvalitetskontroll av strøm på transformatorer

Harmonisk kontroll og K-faktor-anvendelse

• Bruke K-faktor-transformatorer: Velg passende K-rating (f.eks. K-4, K-13, K-20) basert på belastningens harmoniske egenskaper for å forbedre transformatorens evne til å motstå harmoniske strømmer.

• Begrense THD (Total Harmonic Distortion): Oppretthold THD under 5%, i samsvar med IEEE 519-standarder.

• Installere filtreringsutstyr: Installer aktive eller passive filtre nær harmoniske kilder for å redusere harmonisk injeksjon i systemet.

Undertrykkelse av spenningdeformering og -svingninger

• Bruke spenningstabiliserende utstyr: Bruk automatiske spenningstilpassere (AVR) eller statiske var-generatører (SVG) for å stabilisere spenningen.

• Optimalisere belastningsplanlegging: Unngå samtidig start av høyeffektsutstyr for å minimere spenningssvingninger.

• Implementere overvåking og alarm: Installer systemer for kvalitetskontroll av strøm for å oppdage og varsle om spenninganomalier i sanntid.

Minskelse av belastningsubalans

• Optimalisere belastningsfordeling: Oppretthold balanserte tre-fase strømmer.

• Bruke belastningsbalansere: Balanser automatisk belastning i applikasjoner der manuell justering er upraktisk.

• Regelmessig inspeksjon og justering: Bruk strømkvalitetsanalyser for å overvåke og rette ubalansnivåer periodisk.

Praksis for jording av transformatorer

• Riktig design og vedlikehold av jordingsystem

• Nøytral jording: I separat deriverte systemer (SDS) må nøytralpunktet være riktig jordet ifølge standarder som NEC 250 for å unngå "flytende jord."

• Kontrollere N-G spenning: Stabiliser nøytralpotensialet gjennom riktig jording for å minimere Neutral-to-Jord spenning.

• Overensstemmende jordmotstand: Sørg for at jordmotstanden oppfyller kodekrav (f.eks. ≤4Ω).

• Unngå blanding av jording: Hold signaljording og strømjording adskilt for å redusere forstyrrelser.

• Regelmessig testing: Bruk en jordmotstands-tester for å verifisere systemintegritet periodisk.

Kapasitetsdimensjonering med korrigerende forvrengningsfaktor

• Ta hensyn til Toppfaktor (CF) og Harmonisk nedgraderingsfaktor (HDF): Juster transformatorkapasitet basert på faktiske belastningsegenskaper.

• Følg ANSI/IEEE C57.110: Bruk standardens nedgraderingsfaktorer for nøyaktig kapasitetsvalg.

• Gi kapasitetsmargin: Reserver 10–20% ekstra kapasitet under design for å akkommodere fremtidige belastninger og harmoniske effekter.