Gids voor Kenmerken Installatie Bediening en Inbedrijfstelling van SC Serie Droogtransformatoren

Droogtransformatoren verwijzen naar stroomtransformatoren waarbij het kern- en windingsysteem niet in olie is ondergedompeld. In plaats daarvan worden de spoelen en de kern gecast (meestal met epoxyhars) en gekoeld door natuurlijke luchtconversie of geforceerde luchtstroom. Als een relatief nieuw type van elektriciteitsdistributieapparatuur zijn droogtransformatoren wijdverspreid gebruikt in elektriciteitsverdelingssystemen in fabriekshallen, hoge gebouwen, commerciële centra, luchthavens, havens, metro's en offshore olieplatforms. Ze kunnen ook worden gecombineerd met schakelkasten om compacte, geïntegreerde prefab-transformatorstations te vormen.

Momenteel zijn de meeste in China geproduceerde droogtransformatoren driefase, massief gegoten SC-serie-eenheden, zoals: SCB9-reeks driefase gewikkelde transformers, SCB10-reeks driefase foliewikkeltransformers en SCB9-reeks driefase foliewikkeltransformers. Hun spanning varieert over het algemeen van 6 kV tot 35 kV, met maximale capaciteiten die tot 25 MVA reiken. Dit document zal zich richten op de SC-reeks driefase gewikkelde droogtransformatoren om een gedetailleerde uitleg te geven van hun kenmerken en installatie/inbedrijfstellingprocedures.

1. Kenmerken van Droogtransformatoren

In vergelijking met oliegekoelde transformatoren bevatten droogtransformatoren geen olie, waardoor brand-, explosie- en verontreinigingsrisico's worden uitgesloten. Daarom vereisen elektrische normen en voorschriften niet dat droogtransformatoren in een aparte ruimte worden geïnstalleerd. Vooral in de nieuwere series zijn verliezen en geluidsniveaus tot nieuwe lage niveaus teruggebracht, waardoor het mogelijk is om de transformer in dezelfde distributieruimte te installeren als laagspanningsschakelborden.

1.1 Temperatuurregelingssysteem van Droogtransformatoren
Het veilige functioneren en de levensduur van een droogtransformator hangen sterk af van de veiligheid en betrouwbaarheid van de windingisolatie. Isolatiefouten veroorzaakt door windingtemperaturen die de thermische tolerantiegrens van de isolatie overschrijden, is een van de belangrijkste redenen voor abnormaal functioneren van de transformator. Daarom is het monitoren van de werktijdtemperatuur van de transformator en het implementeren van alarm- en regelfuncties uiterst belangrijk.

1.2 Beschermingsmethoden van Droogtransformatoren
Afhankelijk van de omgevingscondities en beschermingsvereisten kunnen droogtransformatoren worden uitgerust met verschillende behuizingen. IP23-behuizingen worden vaak gekozen, die voorkomen dat vaste buitenlandse objecten groter dan 12 mm en kleine dieren zoals ratten, slangen, katten en vogels binnendringen en ernstige fouten zoals kortsluitingen en stroomuitval veroorzaken, waardoor een veiligheidsbarrière wordt geboden voor onderdelen onder spanning. Als de transformator buiten moet worden geïnstalleerd, kan een IP23-behuizing worden gebruikt; naast de bescherming die IP20 biedt, voorkomt het ook waterdruppels die onder hoeken tot 60° van de verticale richting vallen. Echter, een IP23-behuizing vermindert de koelcapaciteit van de transformator, dus er moet aandacht worden besteed aan het verminderen van de werkcycli overeenkomstig.

1.3 Koelmethoden van Droogtransformatoren
Droogtransformatoren maken gebruik van twee koelmethoden: natuurlijke luchtbeoling (AN) en geforceerde luchtbeoling (AF). Onder natuurlijke luchtbeoling kan de transformator continu op zijn nominale capaciteit werken. Onder geforceerde luchtbeoling kan de uitvoercapaciteit van de transformator met 50% worden verhoogd. Deze modus is geschikt voor tijdelijke overbelasting of noodzakelijke overbelastingsomstandigheden. Tijdens overbelasting neemt echter de belastingsverlies en impedantiespanning aanzienlijk toe, wat resulteert in onrendabele werking; daarom moet langdurige continue overbelasting worden vermeden.

1.4 Overbelastingsvermogen van Droogtransformatoren
Het overbelastingsvermogen van een droogtransformator hangt af van de omgevingstemperatuur, de belastingsituatie voor de overbelasting (initiële belasting), de warmteafgifteprestaties van de isolatie en de thermische tijdconstante. Indien nodig kan de fabrikant een overbelastingscurve voor de droogtransformator verstrekken. Momenteel heeft China’s jaarlijkse productiecapaciteit van harsgeïsoleerde droogtransformatoren 10.000 MVA bereikt, waarmee het een van de grootste producenten en consumenten van droogtransformatoren ter wereld is. 

Met de wijdverspreide adoptie van laag-geluids (voor distributietransformatoren ≤2500 kVA, wordt het geluid onder 50 dB gehouden) en energiebesparende SC(B)9-reeks transformatoren (die de leegloopverliezen tot 25% verlagen), hebben de prestatiespecificaties en fabricagetechnologieën van droogtransformatoren in China wereldklasse-niveau bereikt.

2.Installatie en inbedrijfstelling van Droogtransformatoren

2.1 Inspectie voor Installatie (bij Uitpakken)
Controleer of de verpakking intact is. Na het uitpakken van de transformator, controleer of de naamplaatdata overeenkomen met de ontwerpeisen, of alle fabrieksdocumenten compleet zijn, of de transformator zelf onbeschadigd is zonder tekenen van externe schade, of componenten niet zijn verschoven of beschadigd, of elektrische ondersteunende delen of verbindingssnoeren onbeschadigd zijn, en ten slotte bevestig dat reserveonderdelen noch beschadigd noch ontbreken.

2.2 Transformatoreninstallatie
Inspecteer eerst de fundering van de transformator en controleer of de ingebedde stalen platen horizontaal zijn. Er mogen geen lege ruimtes onder de stalen platen zijn om een goede seismische weerstand en geluiddempende eigenschappen van de fundering te garanderen; anders zal het geluidsniveau van de geïnstalleerde transformator toenemen. Verplaats vervolgens de transformator met behulp van rollen naar de installatiepositie, verwijder de rollen en pas de transformator nauwkeurig aan op de ontworpen locatie, zodat de nivelleerfout voldoet aan de ontwerpvereisten. Als laatste worden vier korte staalkanalen bij de vier hoeken van de basis van de transformator aan de ingebedde stalen platen gelast om verschuiving tijdens de bedrijfsvoering te voorkomen.

2.3 Transformatorbedrading
Tijdens het bedraden moet de minimale vereiste afstand tussen onderdelen onder spanning en tussen onderdelen onder spanning en aarde in stand gehouden worden, vooral de afstand tussen kabels en de hoogspanningswikkeling. Hoogstroom laagspanningsbusbars moeten onafhankelijk gesteund worden en mogen niet direct verbonden worden met de transformatoraansluitingen, omdat dit te veel mechanische spanning en torsie zou veroorzaken. Wanneer de stroom 1000 A overschrijdt (bijvoorbeeld de 2000 A laagspanningsbusbar die in dit project wordt gebruikt), moet er een flexibele verbinding worden geïnstalleerd tussen de busbar en de transformatoraansluiting om rekening te houden met thermische uitzetting en samentrekking van de geleider en trillingen tussen de busbar en de transformator te isoleren. Alle elektrische verbindingen moeten adequate contactdruk hebben en elastische elementen (zoals schijfveren of veerwashers) gebruiken. Bij het aandraaien van de verbindingsschroeven moet een momentensleutel worden gebruikt, volgens de door de fabrikant aanbevolen momentwaarden zoals weergegeven in Tabel 1:

2.4 Aarding van de transformatie
Het aardpunt van de transformatie bevindt zich aan de basis van de laagspanningskant, met een speciale aardbevestigingsbout die gemarkeerd is met een aardsymbool. De transformatie moet betrouwbaar verbonden zijn met het beschermende aardnetwerk via dit punt. Als de transformatie voorzien is van een behuizing, moet deze behuizing betrouwbaar verbonden zijn met het aardnetwerk. In het geval van een driefase vierdraad systeem aan de laagspanningskant, moet de neutrale geleider ook betrouwbaar verbonden zijn met het aardnetwerk.

2.5 Controle voor bedrijfsstart
Controleer of alle bevestigingen stevig zitten en niet los zijn, of alle elektrische verbindingen correct en betrouwbaar zijn, en of de isolatieafstanden tussen de onderdelen onder spanning en tussen de onderdelen onder spanning en aarde voldoen aan de specificaties. Er mogen geen vreemde objecten in de buurt van de transformatie zijn, en de oppervlakken van de spoelen moeten schoon zijn.

2.6 Voorbereidende tests

• Controleer de spanningverhouding en de aansluitgroep van de transformatie. Meet de gelijkstroomweerstand van zowel de hoogspannings- als de laagspanningswindingen en vergelijk de resultaten met de fabriekstestgegevens van de fabrikant.

• Controleer de isolatieweerstand tussen de windingen en tussen de windingen en aarde. Als de gemeten isolatieweerstand aanzienlijk lager is dan de fabriekswaarden, geeft dit aan dat de transformatie vocht heeft opgenomen. Als de isolatieweerstand daalt onder 1000 Ω/V (van de werkingsspanning), moet de transformatie gedroogd worden.

• De testspanning voor de diëlektrische weerstandstest moet voldoen aan de relevante specificaties. Bij het uitvoeren van een laagspanningsweerstandstest moet de temperatuursensor TP100 verwijderd worden en onmiddellijk na de test opnieuw geïnstalleerd worden.

• Als de transformatie voorzien is van koelventilatoren, moet deze worden ingeschakeld om normale werking te verifiëren.

2.7 Proefbedrijf
Na grondige controle voor energievoorziening kan de transformatie worden ingeschakeld voor proefbedrijf. Tijdens deze periode moet er speciale aandacht besteed worden aan het volgende:

• Elke afwijkende geluiden, geruis of trillingen;

• Elke ongewone geuren zoals brandlucht;

• Elke kleurverandering veroorzaakt door lokale oververhitting;

• Adequaatheid van de ventilatie en luchtverversing.

Daarnaast moeten de volgende punten worden opgemerkt:

Ten eerste hebben drogetransformatoren een goede vochtbestendigheid, maar hun open structuur maakt ze nog steeds vatbaar voor vochtinbreng, vooral Chinese drogetransformatoren, die vaak lagere isolatieniveaus gebruiken. Daarom moeten drogetransformatoren voor hogere betrouwbaarheid opereren in omgevingen met een relatieve luchtvochtigheid onder de 70%. Lange termijn opslag zonder gebruik moet ook worden vermeden om ernstige vochtinbreng te voorkomen. Als de isolatieweerstand daalt onder 1000 Ω/V (van de werkingsspanning), geeft dit aan op ernstige vochtinbreng, en moet het proefbedrijf worden gestaakt.

Ten tweede verschillen drogetransformatoren die worden gebruikt voor stroomopwaartse toepassingen in elektriciteitscentrales van oliegekoelde transformatoren: ze mogen niet worden bediend met de laagspanningskant open. Een open laagspanningswinding zou overspanningen veroorzaakt door schakelstoten of blikseminslagen aan de netzijde kunnen laten doordringen, waardoor de isolatie van de transformatie wordt doorbroken. Om beschermd te zijn tegen dergelijke overgeleide overspanningen, moet een set overspanningsbeveiligingen (bijvoorbeeld Y5CS zinkoxide beveiligingen) worden geïnstalleerd aan de busbars zijde van de transformatie.

3.Slotconclusie
Als een belangrijk apparaat in elektriciteitsverdelingssystemen worden drogetransformatoren steeds meer door gebruikers gewaardeerd vanwege hun hoge isolatiesterkte, sterke korte-slagsbestendigheid en voordelen zoals milieuvriendelijk, brandveilig, explosieve bestendig en onderhoudsvrij. Daarom moeten installatiepersoneel professionele en wetenschappelijke methoden toepassen om alle voorbereidende werkzaamheden grondig af te ronden en eventuele problemen tijdens de installatie snel te verhelpen en samen te vatten om de veilige werking van de apparatuur te garanderen.