Guide til egenskaber installation drift og indkørsel af SC-serien af tørransformer

Tørttransformatorer refererer til strømtransformatorer, hvor kernen og vindingerne ikke er fordunklet i olie. I stedet bliver spolerne og kernen gysset sammen (typisk med epoksidhårde) og køles enten ved naturlig luftkonvektion eller tvinget luftkøling. Som en relativt ny type af strømforsyningsudstyr har tørttransformatorer fået bred anvendelse i strømtransmissions- og -distributionsystemer i fabrikker, højhus, handelscentre, lufthavne, havne, metroer, og offshore olieplatforme. De kan også kombineres med skærmkabinetter for at danne kompakte, integrerede forfabrikerede understationer.

I øjeblikket er de fleste tørtstrømtransformatorer produceret i Kina trefasede, fastformede SC-serieenheder, som f.eks.: SCB9 serie trefas spolevindede transformatorer, SCB10 serie trefas folievindede transformatorer, og SCB9 serie trefas folievindede transformatorer. Deres spændingsniveauer varierer generelt fra 6 kV til 35 kV, med maksimal kapacitet på op til 25 MVA. Dette dokument vil fokusere på SC-serien trefas spolevindede tørttransformatorer for at give en detaljeret forklaring af deres karakteristika og installations-/kommissioneringsprocedurer.

1. Karakteristika af Tørttransformatorer

I forhold til oliebaserede transformatorer indeholder tørttransformatorer ingen olie, hvilket eliminerer risikoen for brand, eksplosion og forurening. Derfor kræver elektriske regler og bestemmelser ikke, at tørttransformatorer installeres i et separat rum. Særligt i de nyere serier er tab og støjniveau blevet reduceret til nye lavpunkter, hvilket gør det muligt at installere transformatoren i samme distributionsrum som lavspændingskabinetter.

1.1 Temperaturkontrolsystem for Tørttransformatorer
Sikker drift og levetid af en tørttransformator afhænger i høj grad af vindingsisoleringens sikkerhed og pålidelighed. Isoleringssvigt på grund af vindingstemperaturer, der overstiger isoleringens termiske tålegrense, er en af de primære årsager til abnorm drift af transformatorer. Derfor er overvågning af transformatorens driftstemperatur samt implementering af alarm- og kontrolfunktioner ekstremt vigtige.

1.2 Beskyttelsesmetoder for Tørttransformatorer
Afhængigt af miljøforhold og beskyttelseskrav kan tørttransformatorer udstyres med forskellige beholder. IP23-klassificerede beholder er ofte valgt, da de forhindrer solid fremmed materiale større end 12 mm samt små dyr som råtter, slanger, katte og fugle i at komme ind og forårsage alvorlige fejl som kortslutninger og strømafbrydelser, dermed skaber en sikkerhedsskærm for levende dele. Hvis transformatoren skal installeres udendørs, kan en IP23-beholder bruges; udover den beskyttelse, der ydes af IP20, forhindrer dette også vanddropper, der falder i vinkler op til 60° fra det lodrette. En IP23-beholder forminder dog transformatorens kølekapacitet, så man bør være opmærksom på at nedsætte dens driftskapacitet i overensstemmelse hermed.

1.3 Kølemetoder for Tørttransformatorer
Tørttransformatorer anvender to kølemetoder: naturlig luftkøling (AN) og tvinget luftkøling (AF). Under naturlig luftkøling kan transformatoren drive kontinuert ved sin nominale kapacitet. Under tvinget luftkøling kan transformatorens effekt kapacitet øges med 50%. Denne tilstand er egnet til intermittente overbelastningsdrift eller nødsituationer med overbelastning. Dog øges belastningsstab og impedansespænding betydeligt under overbelastningsdrift, hvilket resulterer i økonomisk usammenhængende drift; derfor bør langvarig kontinuerlig overbelastningsdrift undgås.

1.4 Overbelastningskapacitet for Tørttransformatorer
Overbelastningskapaciteten for en tørttransformator afhænger af omgivende temperatur, lasttilstanden før overbelastning (initial last), isoleringens varmeafledningspræstation, og den termiske tidskonstant. Hvis det er nødvendigt, kan producenten give en overbelastningskurve for tørttransformatoren. I øjeblikket har Kinas årlige produktionskapacitet af hårdestof-isolerede tørttransformatorer nået 10.000 MVA, hvilket gør det til en af verdens største producenter og forbrugere af tørttransformatorer. 

Med bred anvendelse af lavstøj (for distributionstransformatorer ≤2500 kVA, styres støj under 50 dB) og energibesparende SC(B)9-serietransformatorer (som reducerer tomgangstab op til 25%), har præstations specificeringer og produktions teknologi for tørttransformatorer i Kina nået verdens avancerede niveauer.

2.Installation og Kommissionering af Tørttransformatorer

2.1 Kontrol Før Installation (ved Opakning)
Kontroller, om emballagen er intakt. Efter opløsning af transformatorpakken, bekræft, at pladen data passer til designkrav, at alle fabrikdokumenter er komplette, at transformator selv er intakt uden tegn på eksterne skader, at komponenter ikke er flyttet eller skadet, at elektriske understøttelsesdele eller forbindelseskabler ikke er skadede, og til sidst bekræft, at reservepartsatte hverken er skadede eller mangler.

2.2 Transformerinstallation
Start med at inspicere transformerens fundament og kontrollér, om de indbyggede stålplader er plan. Der må ikke være tomrum under stålpladerne for at sikre et godt jordskælvsikring og lyddæmpning af fundamentet; ellers vil støjniveauet for den installerede transformer øges. Derefter brug rullestokke til at flytte transformeren til dens installationsposition, fjern rullestokkerne, og juster transformeren præcist til sin designerede position, så nivellefejlen opfylder designkravene. Til sidst sværdes fire korte kanalstålsektioner nær de fire hjørner af transformerens grund på de indbyggede stålplader for at forhindre forskydning under drift.

2.3 Transformerforbinding
Ved forbinding skal der opretholdes minimumsklarance mellem live dele og mellem live dele og jord, især afstanden mellem kabler og højspændingsvinding. Højstrøm lavspændingsbusser skal være uafhængigt understøttet og bør ikke direkte forbindes til transformerens terminaler, da dette ville skabe for meget mekanisk spænding og drejningsmoment. Når strømmen overstiger 1000 A (f.eks. den 2000 A lavspændingsbus, der anvendes i dette projekt), skal en fleksibel forbindelse installeres mellem busser og transformerterminal for at kompensere for termisk udvidelse og kontraktion af ledningen og for at isolere vibration mellem busser og transformer. Alle elektriske forbindelser skal opretholde tilstrækkelig kontakttryk og bør bruge elastiske elementer (såsom diskfjeder eller fjederplader). Ved anbringelse af forbindelsesskruer skal der anvendes et omdrejningsskruenøgle, og man skal følge producentens anbefalede omdrejningsværdier som vist i tabel 1:

2.4 Transformer Grounding
Transformatorens jordningspunkt er placeret på grundlaget af lavspændings-siden, med et dedikeret jordningsbolts og markeret med et jordningsymbol. Transformatoren skal pålideligt forbindes til den beskyttende jordningssystem gennem dette punkt. Hvis transformatoren er udstyret med en beholder, skal denne beholder også pålideligt forbindes til jordningssystemet. I tilfælde af et tre-fase fire-led system på lavspændings-siden, skal nullederen også pålideligt forbindes til jordningssystemet.

2.5 Kontrol før drift
Kontroller, at alle fastgørelseselementer er sikre og ikke løse, at alle elektriske forbindelser er korrekte og pålidelige, og at isoleringen mellem live dele og mellem live dele og jord overholder specifikationer. Der bør ikke være fremmedstoffer nær transformatoren, og spoleoverfladerne bør være rene.

2.6 Prøver før tjenesten

• Verificer transformatorens spændingsforhold og forbindelsesgruppebetydning. Mål DC-resistansen af både høj- og lavspændingsvindinger og sammenlign resultaterne med producentens fabrikprøvedata.

• Kontroller isolationsresistansen mellem vindinger og mellem vindinger og jord. Hvis den målte isolationsresistans er betydeligt lavere end fabrikværdierne, indikerer det, at transformatoren har optaget fugt. Hvis isolationsresistansen falder under 1000 Ω/V (af driftsspænding), skal transformatoren udsættes for tøringsbehandling.

• Prøvespændingen for dielektrisk udholdenhedsprøve skal overholde relevante specifikationer. Når der udføres en lavspændingsudholdenhedsprøve, skal temperatursensor TP100 fjernes og geninstalleret straks efter prøven.

• Hvis transformatoren er udstyret med køleventilatorer, skal de tændes for at verificere normal drift.

2.7 Prøvedrift
Efter grundig kontrol før energisupply kan transformatoren sættes i prøvedrift. Under denne periode skal der særligt henholdsvis betales til følgende:

• Enhver abnorm lyd, støj eller vibration;

• Enhver ualmindelig lugt som brandlugt;

• Enhver farveændring forårsaget af lokal overophedning;

• Tilstrækkelighed af ventilation og luftcirkulation.

Desuden bør følgende punkter bemærkes:

Først, selvom tørtransformatorer har god fugtbestandighed, er deres generelt åbne struktur stadig følsom for fugtindtrængen - især kinesiske tørtransformatorer, der ofte anvender lavere isoleringsniveauer. Derfor bør tørtransformatorer for højere pålidelighed operere i miljøer med relativ fugt under 70%. Langvarigt ubrugt lagring bør også undgås for at forhindre alvorlig fugtoptagelse. Hvis isolationsresistansen falder under 1000 Ω/V (af driftsspænding), indikerer det alvorlig fugtoptagelse, og prøvedriften skal stoppes.

For det andet, tørtransformatorer brugt til optrappingsanvendelser i kraftværker adskiller sig fra olie-dybde-transformatorer: de må ikke driftes med lavspændings-siden åben. En åben lavspændingsvinding kunne tillade overspændinger - forårsaget af skiftesurge eller lynslag på nettets side - at nedbryde transformatorens isolering. For at beskytte mod sådanne overførte overspændinger, bør et sæt lynnedslagsbeskyttelsesapparater (f.eks. Y5CS zinc oxid lynnedslagsbeskyttelsesapparater) installeres på transformatorens busbar-side.

3.Konklusion
Som et nøgleudstyr i elforsynings- og distributionsystemer, bliver tørtransformatorer i stigende grad foretrukket af brugere på grund af deres høje isoleringsstyrke, stærk udmattelseskapacitet ved kortslutning, og fordele som at være miljøvenlige, brandbestandige, eksplosionsbestandige og vedligeholdelsesfrie. Derfor skal installationspersonale anvende professionelle og videnskabelige metoder for grundigt at gennemføre alt forberedende arbejde og hurtigt adressere og resumere eventuelle problemer, der opstår under installation, for at sikre sikkert drift af udstyret.