Opas SC-sarjan kuivamuuntajien ominaisuuksien asennuksen käyttöönottoon ja komissionointiin

Kuivamuodostimet tarkoittavat sähkömuunnoksia, joissa ydin ja kytkennät eivät ole maustettuna öljyyn. Sen sijaan kytkentäpaketit ja ydin on kaiverrettu yhteen (yleensä epoksiharjalla) ja ne jäädytetään joko luonnollisella ilmanvaihdolla tai pakotetuilla ilmanvaihdolla. Uudempana sähköjakelulasena kuivamuodostimet ovat laajasti käytössä tehtaiden työtiloissa, korkeisiin rakennuksiin, kauppakeskuksiin, lentokenttiin, satamiin, metroihin ja merellä oleviin öljyalustoille. Ne voidaan myös yhdistää kytkentäkaappien kanssa muodostaakseen kompakteja, integroituja valmistehtyjä alijakoasemia.

Nykyisin Kiinassa tuotetut suurimmat osat kuivamuodostimista ovat kolmifaseisia, massiivisia SC-sarjan yksiköitä, kuten: SCB9-sarjan kolmifaseiset kytkentäpaketit, SCB10-sarjan kolmifaseiset foliokytkentäpaketit ja SCB9-sarjan kolmifaseiset foliokytkentäpaketit. Niiden jännite on yleensä 6 kV:sta 35 kV:een, ja niiden maksimikapasiteetti voi nousta jopa 25 MVA:han. Tämä asiakirja keskittyy SC-sarjan kolmifaseisiin kytkentäpakketeihin kuivamuodostimiin tarjotakseen yksityiskohtaisen selityksen niiden ominaisuuksista ja asennus/komissionointimenetelmistä.

1. Kuivamuodostimien ominaisuudet

Öljymaustettuihin muunnoksiin verrattuna kuivamuodostimet eivät sisällä öljyä, mikä poistaa palamisen, räjähdyksen ja saasteutumisen riskit. Siksi sähköasetukset ja säännöt eivät vaadi kuivamuodostimien asentamista erillisessä huoneessa. Erityisesti uusimmassa sarjassa häviöt ja melutasot on vähennetty uusiin minimiin, mikä mahdollistaa muunnoksen asentamisen samaan jakeluhuoneeseen matalajännitekytkentäkaapuineen.

1.1 Kuivamuodostimien lämpötilavalvonta
Kuivamuodostimen turvallinen toiminta ja käyttöikä riippuvat suuresti kytkentäpaketin eristyksen turvallisuudesta ja luotettavuudesta. Kytkentäpaketin lämpötilan ylittäminen erysteen lämpökestävärajan aiheuttama erysteen epäonnistuminen on yksi pääsyyt poikkeavalle muunnoksen toiminnalle. Siksi on erittäin tärkeää valvoa muunnoksen toimintalämpötilaa ja toteuttaa hälytys- ja ohjaustoimintoja.

1.2 Kuivamuodostimien suojausmenetelmät
Ympäristöolosuhteiden ja suojauksen vaatimusten mukaan kuivamuodostimiin voidaan asentaa erilaisia koteluita. Yleisesti valitaan IP23-standardin mukaiset kotelut, jotka estävät yli 12 mm:n solideja ulkopuolisia esineitä sekä pieniä eläimiä, kuten rotuja, koiria, kissoja ja lintuja, pääsemästä sisään ja aiheuttamaan vakavia ongelmia, kuten lyhytsulkuja ja sähkökatkoksia, tarjoten näin suojakerroksen levottomille osille. Jos muunnoksen täytyy asentaa ulkona, voidaan käyttää IP23-kotelua; lisäksi IP20-standardin suojaukseen se estää vesipisarat, jotka putoavat jopa 60° kulmassa vertikaalista suuntaa. Kuitenkin IP23-kotelu heikentää muunnoksen jäädytyskykyä, joten sen toimintakapasiteetin on otettava huomioon vastaavasti.

1.3 Kuivamuodostimien jäädytysmenetelmät
Kuivamuodostimet käyttävät kahta jäädytysmenetelmää: luonnollista ilmanvaihdetta (AN) ja pakotettua ilmanvaihdetta (AF). Luonnollisessa ilmanvaihdossa muunnos voi toimia jatkuvasti sen nimelliskapasiteetilla. Pakotetuissa ilmanvaihdossa muunnoksen tuotantokapasiteetti voidaan lisätä 50 %. Tämä tila on soveltuva väliaikaiseen ylikuormitukseen tai hätätilanteisiin. Kuitenkin ylikuormituksen aikana kuormitusmenetykset ja impedanssispannokset kasvavat huomattavasti, mikä johtaa taloudellisesti epäsuotuisaan toimintaan; siksi pitkiä jatkuvia ylikuormituksen aikoja tulisi välttää.

1.4 Kuivamuodostimien ylikuormituskyky
Kuivamuodostimen ylikuormituskyky riippuu ympäristön lämpötilasta, ylikuormituksen edeltävän kuorman tilasta (alkuperäinen kuorma), erysteen lämmönsiirtokyvystä ja lämpöajan vakioista. Tarvittaessa valmistaja voi tarjota kuivamuodostimen ylikuormituskuvaajan. Nykyään Kiinan vuotuinen tuotantokapasiteetti resinaeristettyjen kuivamuodostimien osalta on saavuttanut 10 000 MVA, mikä tekee siitä maailman suurimpia tuottajia ja kuluttajia kuivamuodostimissa. 

Matalan melutasoisilla (jakelu-muunnoksissa ≤2500 kVA, melu on kontrolloitu alle 50 dB) ja energiatehokkailla SC(B)9-sarjan muunnoksilla (jotka vähentävät tyhjiökierrosten menetyksiä jopa 25 %) Kiinan kuivamuodostimien suorituskyky ja valmistustekniikka on saavuttanut maailman edistyneimmät tasot.

2.Kuivamuodostimien asennus ja komissionointi

2.1 Tarkastus ennen asennusta (avaamisen yhteydessä)
Tarkista, että pakkaus on kunnossa. Muunnoksen avaamisen jälkeen varmista, että nimekkedatan vastaa suunnittelun vaatimuksia, kaikki valmistusasiakirjat ovat täydelliset, muunnos itsessään ei ole vaurioitunut eikä ulkoisia vahinkoja ole, komponentit eivät ole siirtyneet tai vaurioituneet, sähköiset tukiosat tai yhdistävät juonet eivät ole vaurioituneet, ja lopuksi varmista, että varaosat eivät ole vaurioituneet tai puuttuvat.

2.2 Muuntajan asentaminen
Tarkista ensin muuntajan perustus ja varmista, että upotetut terästävät ovat tasaiset. Terästävien alla ei saa olla tyhjiöitä, jotta perusta olisi maanjäristystä vastaanottava ja ääneneristävä. Muussa tapauksessa asennetun muuntajan melutaso nousee. Siirrä sitten muuntaja sen asennuspaikkaan rullien avulla, poista rullit ja tarkenna muuntajan asentamista suunnitellulle paikalle varmistaen, että tasausvirhe on suunnitelman mukainen. Lopuksi hitauduta neljä lyhyttä C-profiilia muuntajan pohjan neljään nurkkaan upotettuihin terästäviin, jotta estetään siirtymä toiminnassa.

2.3 Muuntajan johtojärjestely
Johtojärjestelyssä on ylläpidettävä vähimmäispituinen etäisyys elävien osien välillä sekä elävien osien ja maan välillä, erityisesti kabeleiden ja korkeajännitepyyhdyksen välillä. Suuri virta kulkeva alijännitebusbari on tuettava itsenäisesti eikä sitä saa yhdistää suoraan muuntajan terminaaleihin, sillä se aiheuttaisi liian paljon mekaanista jännitystä ja kieroutumista. Kun virta ylittää 1000 A (esimerkiksi tässä projektissa käytetty 2000 A:n alijännitebusbari), busbarin ja muuntajan terminaalin välille on asennettava joustava yhteys kompensoimaan johtimen lämpölaajenemisen ja supistumisen sekä eristämään busbarin ja muuntajan väliset vibraatiot. Kaikki sähköyhteydet on ylläpidettävä riittävällä kosketuspaineella ja niissä on käytettävä joustavia elementtejä (kuten levyspringereitä tai kevytaloja). Yhteyden sidottavana polttoilla on käytettävä momenttiavainta, noudattaen valmistajan suositeltuja momenttiarvoja, kuten taulukossa 1:

2.4 Muuntajan maanjohto
Muuntajan maanjohtopiste sijaitsee alavolttilaisen puolen pohjalla, ja sille on varattu erityinen maanjohtopoltti, joka on merkitty maanjohtosymbolilla. Muuntaja on yhdistettävä luotettavasti suojamaanjohtojärjestelmään tämän pisteen kautta. Jos muuntajalla on kuori, se on yhdistettävä luotettavasti maanjohtojärjestelmään. Kolmivaiheisessa neljäjohtoisessa järjestelmässä alavolttilaisella puolella neutraalijohto on myös yhdistettävä luotettavasti maanjohtojärjestelmään.

2.5 Toiminnan aloittamisen valmistelu
Tarkista, että kaikki kiinnityskomponentit ovat tiukasti kiinni eivätkä löysy, että kaikki sähköiset yhteydet ovat oikein ja luotettavat, ja että johtavien osien sekä johtavien osien ja maan väliset eristysvälit noudattavat määräyksiä. Muuntajan läheisyydessä ei saa olla vieraslajeita, ja pyöröiden pinnat on pidettävä siivoissa.

2.6 Toiminnan aloittamiseen liittyvät testit

• Tarkista muuntajan jänniteverran suhde ja kytkentäryhmän tunniste. Määritä korkean- ja alavolttilaisen pyörön välinen suora jännite ja vertaa tuloksia valmistajan tehdasmitatustuloksiin.

• Määritä pyöröiden välillä sekä pyöröiden ja maan välillä oleva eristyseristysresistanssi. Jos mitattu eristyseristysresistanssi on huomattavasti pienempi kuin tehdasarvot, se viittaa siihen, että muuntaja on imeytynyt kosteutta. Jos eristyseristysresistanssi laskee alle 1000 Ω/V (toimintajännitteestä), muuntajan on käytettävä kuivausprosessiin.

• Dielektrisen kestävyystestin testijännite on noudatettava koskien asetuksia. Suorittaessasi alavolttilaista kestävyystestiä, poista lämpömittari TP100 ja asenna se heti testin jälkeen uudelleen.

• Jos muuntajalla on jähdytysventtiilejä, kytkä ne päälle tarkistaaksesi normaalin toiminnan.

2.7 Koeajo
Kattavan energianottovalmistelun jälkeen muuntaja voidaan kytkiä koeajoon. Tämän ajanjakson aikana erityistä huomiota on kiinnitettävä seuraaviin:

• Kaikki epätavalliset äänet, melu tai värähtely;

• Epätavalliset hajut, kuten palaneen haju;

• Pistemäinen ylikuumenemisen aiheuttama värikkyyden muutos;

• Ilmanvaihdon ja ilman virtauksen riittävyys.

Lisäksi on huomioitava seuraavat seikat:

Ensiksi, vaikka kuivatuksen muuntajat ovat hyvin kosteuseristäviä, niiden yleensä avoin rakenne tekee niistä alttiita kosteuden imeytymiselle – erityisesti kiinalaiset kuivatuksen muuntajat, jotka usein käyttävät alhaisempaa eristysarvoa. Siksi korkeammalle luotettavuudelle kuivatuksen muuntajien tulisi toimia ympäristöissä, joiden suhteellinen kosteus on alle 70%. Pitkäaikainen laitonta säilöminen tulisi välttää estääkseen vakavan kosteuden imeytymisen. Jos eristyseristysresistanssi laskee alle 1000 Ω/V (toimintajännitteestä), se viittaa vakavaan kosteuden imeytymiseen, ja koeajo on keskeytettävä.

Toiseksi, voimaloiden vaihtokappaleena käytetyt kuivatuksen muuntajat eroavat öljykuivatuksen muuntajista: niitä ei saa käyttää alavolttilaisen puolen avoimen piirin kanssa. Avoimen alavolttilaisen pyörön kautta kulkeva siirtynyt overvoltage, joka johtuu kytkentäsurgeista tai salamien iskusta verkon puolella, voi tuhota muuntajan eristyksen. Tällaisen siirtynyttä overvoltagen suojaamiseksi tulisi asentaa muuntajan busbar-puolelle joukko surgesuojauslaite (esimerkiksi Y5CS sinkkioksideen surgesuojaus).

3. Johtopäätös
Vaatteena sähköntuotannon ja -jakelun järjestelmien keskeisessä laitteessa, kuivatuksen muuntajat ovat yhä suuremmassa suosiossa käyttäjien keskuudessa niiden korkean eristysarvon, vahvan lyhytsolmun kestävyyden ja ympäristöystävällisten, palovarusten, räjähtevävarusten ja ylläpitovapaan ominaisuuksien vuoksi. Siksi asennusihmiset on sovellettava ammattimaisia ja tieteellisiä menetelmiä, jotta kaikki valmisteleva työ tehdään perusteellisesti ja mahdolliset ongelmat ratkaistaan ja yhteenvetetään nopeasti, jotta laitteen turvallinen toiminta voidaan taata.