Vodič za karakteristike instalaciju rad i pustanje u rad SC serije suhih transformatora

Suhi transformatori su električni transformatori kod kojih jezgro i namotaji nisu uronjeni u ulje. Umjesto toga, zavojnici i jezgra su zajedno uliveni (obično epoksidnom smolom) i hlađeni prirodnom konvekcijom zraka ili prisilnim hlađenjem zrakom. Kao relativno noviji tip opreme za distribuciju energije, suhi transformatori široko se koriste u sustavima prijenosa i distribucije električne energije u tvorničkim radionicama, visokim zgradama, trgovačkim centrima, zračnim lukama, lukama, podzemnim željeznicama i offshore naftnim platformama. Također se mogu kombinirati s razvodnim ormarijima kako bi se stvorile kompaktne, integrirane predgotovljene transformatorske stanice.

Trenutačno većina suhih snaga transformatora proizvedenih u Kini su trofazni, čvrsto uliveni SC-serijski uređaji, poput: SCB9 serije trofaznih transformatora s namotanim zavojnicima, SCB10 serije trofaznih transformatora s listastim zavojnicama i SCB9 serije trofaznih transformatora s listastim zavojnicama. Njihovi naponski razredi obično variraju od 6 kV do 35 kV, s maksimalnim snagama koje dosežu do 25 MVA. Ovaj dokument će se fokusirati na SC-serijske trofazne suhi transformatori kako bi detaljno objasnio njihove karakteristike i postupke instalacije/pokretanja.

1. Karakteristike suhih transformatora

U usporedbi s uljem uronjenim transformatorima, suhi transformatori ne sadrže ulje, time eliminirajući rizike od požara, eksplozija i onečišćenja. Stoga električni propisi i pravilnici ne zahtijevaju da suhi transformatori budu instalirani u posebnu prostoriju. Posebno kod novijih serija, gubici i razine buke svedeni su na nove najniže vrijednosti, što omogućuje instalaciju transformatora u istoj raspodjelnoj prostoriji kao i niskonaponske razvodne ploče.

1.1 Sustav kontrole temperature suhih transformatora
Bезbijedan rad i vijek trajanja suhog transformatora u velikoj mjeri ovise o bezbjednosti i pouzdanosti izolacije namotaja. Neispravnost izolacije uzrokovana temperaturom namotaja koja prelazi termičku izdržljivost izolacije jedan je od glavnih razloga za abnormalno funkcioniranje transformatora. Stoga je nadzor radne temperature transformatora te implementacija funkcija alarma i upravljanja izuzetno važna.

1.2 Načini zaštite suhih transformatora
Ovisno o uvjetima okoline i zahtjevima za zaštitu, suhi transformatori mogu biti opremljeni različitim kućištima. Najčešće se biraju kućišta s IP23 ocjenom, koja sprječavaju čvrste strane tvari veće od 12 mm i male životinje poput pacova, zmija, mačaka i ptica da uđu i uzrokuju ozbiljne kvarove poput kratkih spojeva i prekida napajanja, time pružajući sigurnosnu barijeru za dijelove pod naponom. Ako transformator mora biti instaliran vani, može se koristiti IP23 kućište; osim zaštite koju pruža IP20, također sprječava kapljice vode koje padaju pod kutom do 60° od vertikalnog smjera. Međutim, IP23 kućište smanjuje hlađenje transformatora, pa se mora obratiti pozornost na smanjenje njegove radne snage.

1.3 Metode hlađenja suhih transformatora
Suhi transformatori koriste dvije metode hlađenja: prirodno hlađenje zrakom (AN) i prisilno hlađenje zrakom (AF). Kod prirodnog hlađenja zrakom transformator može neprekidno raditi na nazivnoj snazi. Kod prisilnog hlađenja zrakom izlazna snaga transformatora može se povećati za 50%. Ovaj način pogona prikladan je za povremeno preopterećenje ili hitne uvjete preopterećenja. Međutim, tijekom preopterećenja gubici opterećenja i impedantni napon znatno porastu, što rezultira neučinkovitim radom; stoga treba izbjegavati dugotrajno kontinuirano preopterećivanje.

1.4 Sposobnost preopterećenja suhih transformatora
Sposobnost preopterećenja suhog transformatora ovisi o temperaturi okoline, stanju opterećenja prije preopterećenja (početno opterećenje), toplinskim svojstvima izolacije i toplinskoj vremenskoj konstanti. U slučaju potrebe, proizvođač može dostaviti krivulju preopterećenja za suhi transformator. Trenutačno godišnji proizvodni kapacitet suhih transformatora s izolacijom od smole u Kini dosegnuo je 10.000 MVA, čineći je jednim od najvećih svjetskih proizvođača i potrošača suhih transformatora. 

S širokom primjenom tihih (za distribucijske transformatore ≤2500 kVA, buka je kontrolirana ispod 50 dB) i energetski učinkovitih SC(B)9 serija transformatora (koji smanjuju gubitke praznog hoda do 25%), tehničke specifikacije i proizvodne tehnologije suhih transformatora u Kini dostigle su svjetski napredne razina.

2. Instalacija i puštanje u pogon suhih transformatora

2.1 Provjera prije instalacije (nakon otvaranja pakiranja)
Provjerite je li pakiranje neoštećeno. Nakon otvaranja transformatora, provjerite slažu li se podaci sa tipske pločice s projektantskim zahtjevima, je li kompletna sva fabrička dokumentacija, nije li transformator oštećen s vanjskim znakovima oštećenja, nisu li komponente pomaknute ili oštećene, jesu li nosači električnih dijelova ili spajajući vodovi neoštećeni, te na kraju potvrdite da su rezervni dijelovi nisu oštećeni niti nedostaju.

2.2 Postavljanje transformatora
Prvo provjerite temelj transformatora i uvjerite se da su ugrađene čelike ravne. Ispod čelika ne smije biti praznina kako bi se osigurala dobra otpornost na potrese i zvučna izolacija temelja; inače će se povećati razina buke instaliranog transformatora. Zatim koristite valjkove za premještanje transformatora na mjesto njegove instalacije, uklonite valjkove i precizno prilagodite transformator projektiranoj lokaciji, osiguravajući da greška ravnosti zadovoljava projektna zahtjeva. Konačno, zalezajte četiri kratka dijela šipkovih profila blizu četiri kuta temelja transformatora na ugrađene čelike kako biste spriječili pomak tijekom rada.

2.3 Povezivanje transformatora
Tijekom povezivanja održavajte minimalnu potrebnu razmak između podnapetih dijelova te između podnapetih dijelova i zemlje, posebno razmak između kabela i visokonaponskog vijka. Visokotražni niskonaponski busbari moraju biti nezavisno podržani i ne smiju se direktno spojiti s terminalima transformatora, jer bi to stvorilo preveliku mehaničku naprezanju i vrtnju. Kada je struja veća od 1000 A (na primjer, 2000 A niskonaponski busbar korišten u ovom projektu), mora se instalirati fleksibilni spoj između busbara i terminala transformatora kako bi se kompenziralo termalno proširenje i skraćivanje vodiča te izolirana vibracija između busbara i transformatora. Svi električni spojevi moraju održavati dovoljno kontakt tlak i trebaju koristiti elastične elemente (poput diskastih prstena ili prstenova-spruga). Tijekom zakruživanja spojnih vijaka, mora se koristiti vijak za zakruživanje, slijedeći preporučene vrijednosti momenta zakruživanja proizvođača kao što je prikazano u tablici 1:

2.4 Zemljanje transformatora
Točka zemljanja transformatora nalazi se na osnovi niskonaponske strane, s posebnim vijkom za zemljanje koji je označen simbolom zemljanja. Transformator mora biti pouzdanog spojen s sustavom zaštitnog zemljanja kroz tu točku. Ako je transformator opremljen kućištem, kućište također mora biti pouzdano spojeno s sustavom zemljanja. U slučaju trofaznog četverovodnog sustava na niskonaponskoj strani, neutralni vodnik također mora biti pouzdano spojen s sustavom zemljanja.

2.5 Pregled prije rada
Provjerite jesu li svi fiksatori čvrsti i da nisu otkruti, jesu li sva električna spojnica ispravna i pouzdana te jesu li izolacijski razmaci između podnapona dijelova i između podnapona dijelova i zemlje u skladu s propisima. Oko transformatora ne smiju se nalaziti strani predmeti, a površine zavojnice trebaju biti čiste.

2.6 Testovi prije komisioniranja

• Provjera omjera napona i oznake poveznog grupe transformatora. Mjerenje DC otpora visokonaponske i niskonaponske zavojnice te usporedba rezultata s podacima iz tvorničkog testa proizvođača.

• Pregled izolacijskog otpora između zavojnica i između zavojnica i zemlje. Ako je izmjereni izolacijski otpor značajno niži od tvorničkih vrijednosti, to upućuje na to da je transformator apsorbirao vlagu. Ako izolacijski otpor padne ispod 1000 Ω/V (radnog napona), transformator mora proći tretman sušenja.

• Napon testa za otpornost dielektrika mora biti u skladu s relevantnim propisima. Tijekom provođenja testa otpornosti na niski napon, senzor temperature TP100 treba ukloniti i odmah nakon testa ponovno postaviti.

• Ako je transformator opremljen hlađećim ventilatorima, potrebno ih je uključiti kako bi se provjerila njihova normalna funkcija.

2.7 Probni rad
Nakon temeljitog pregleda prije energizacije, transformator može biti energiziran za probni rad. Tijekom ovog perioda, posebnu pažnju treba posvetiti sljedećem:

• Bilo kakvim neobičnim zvukovima, bukom ili vibracijama;

• Bilo kakvim neobičnim mirisima, poput mirisa gori;

• Bilo kakvim promjenama boje uzrošenim lokalnim pregrejavanjem;

• Dovoljnosti ventilacije i cirkulacije zraka.

Dodatno, sljedeće točke trebaju biti imenjene:

Prvo, iako su suhi transformatori dobro otporni na vlagu, njihova općenito otvorena struktura i dalje ih čini osjetljivima na vlagu – posebno suhi transformatori proizvedeni u Kini, koji često koriste niže razine izolacije. Stoga, za veću pouzdanost, suhi transformatori trebaju raditi u okruženju s relativnom vlažnošću ispod 70%. Treba se izbjegavati dugotrajno neaktivno skladištenje kako bi se spriječilo značajno apsorbiranje vlage. Ako izolacijski otpor pada ispod 1000 Ω/V (radnog napona), to upućuje na značajan ulaz vlage, i probni rad mora biti zaustavljen.

Drugo, suhi transformatori koji se koriste za step-up aplikacije u elektranam razlikuju se od transformatora zalivenih maslinastim uljem: ne smiju se raditi s otvorenom niskonaponskom stranom. Otvoreni niskonaponski zavojnicu bi mogao dozvoliti prenos prekomjernih napona – uzrokovanih prekidanjem ili udarima bljesnave na strani mreže – koji bi mogli oštetiti izolaciju transformatora. Za zaštitu od takvih prenesenih prekomjernih napona, na busbar strani transformatora treba instalirati set zaštita od prekomjerna napona (npr., Y5CS cink oksidni zaštiti).

3. Zaključak
Kao ključna oprema u sustavima prijenosa i distribucije struje, suhi transformatori sve više dobivaju priznanje korisnika zbog svoje visoke izolacijske čvrstoće, jakosti pri održavanju kratkog spoja i prednosti poput ekološke prihvatljivosti, otpornosti na požar, eksploziju i bezpotrebe za održavanjem. Stoga moraju montažni djelatnici primijeniti profesionalne i znanstvene metode kako bi temeljito završili svu pripremnu radnju i ubrzano riješili i saželi sve probleme koji se javljaju tijekom montaže kako bi se osigurala sigurna operacija opreme.