Руководство по характеристикам установке эксплуатации и вводу в эксплуатацию сухих трансформаторов серии SC

Сухие трансформаторы относятся к силовым трансформаторам, в которых сердечник и обмотки не погружены в масло. Вместо этого катушки и сердечник заливаются вместе (обычно эпоксидной смолой) и охлаждаются либо естественной конвекцией воздуха, либо принудительным воздушным охлаждением. Как относительно новый тип оборудования для распределения электроэнергии, сухие трансформаторы широко используются в системах передачи и распределения электроэнергии на производственных предприятиях, в высотных зданиях, торговых центрах, аэропортах, портах, метро и морских платформах. Они также могут быть объединены с шкафами управления для формирования компактных, интегрированных сборных подстанций.

В настоящее время большинство сухих силовых трансформаторов, выпускаемых в Китае, являются трехфазными литыми трансформаторами серии SC, такими как: серия SCB9 трехфазных обмоточных трансформаторов, серия SCB10 трехфазных фольговых трансформаторов и серия SCB9 трехфазных фольговых трансформаторов. Их номинальные напряжения обычно находятся в диапазоне от 6 кВ до 35 кВ, с максимальной мощностью до 25 МВА. В этом документе будет подробно рассмотрена серия SC трехфазных обмоточных сухих трансформаторов для предоставления подробного объяснения их характеристик и процедур установки и ввода в эксплуатацию.

1. Характеристики сухих трансформаторов

По сравнению с масляными трансформаторами, сухие трансформаторы не содержат масла, что исключает риски возгорания, взрыва и загрязнения. Поэтому электрические нормы и правила не требуют установки сухих трансформаторов в отдельном помещении. Особенно в новых сериях потери и уровни шума были снижены до новых минимумов, что делает возможной установку трансформатора в одной распределительной комнате с низковольтными шкафами управления.

1.1 Система контроля температуры сухих трансформаторов
Безопасная работа и срок службы сухого трансформатора во многом зависят от безопасности и надежности изоляции обмоток. Повреждение изоляции, вызванное превышением температур обмоток термостойкости изоляции, является одной из основных причин ненормальной работы трансформатора. Поэтому мониторинг рабочей температуры трансформатора и реализация функций сигнализации и управления крайне важны.

1.2 Способы защиты сухих трансформаторов
В зависимости от условий окружающей среды и требований к защите, сухие трансформаторы могут быть оснащены различными корпусами. Обычно выбираются корпуса с классом защиты IP23, которые предотвращают попадание твердых посторонних предметов размером более 12 мм и мелких животных, таких как крысы, змеи, кошки и птицы, что может привести к серьезным отказам, таким как короткие замыкания и отключения питания, обеспечивая безопасный барьер для живых частей. Если трансформатор должен быть установлен на открытом воздухе, можно использовать корпус IP23; помимо защиты, предлагаемой IP20, он также предотвращает попадание капель воды, падающих под углом до 60° от вертикали. Однако корпус IP23 уменьшает способность трансформатора к охлаждению, поэтому следует обратить внимание на снижение его рабочей мощности соответственно.

1.3 Способы охлаждения сухих трансформаторов
Сухие трансформаторы используют два метода охлаждения: естественное воздушное охлаждение (AN) и принудительное воздушное охлаждение (AF). При естественном воздушном охлаждении трансформатор может работать непрерывно при своей номинальной мощности. При принудительном воздушном охлаждении выходная мощность трансформатора может быть увеличена на 50%. Этот режим подходит для периодической перегрузки или чрезвычайных ситуаций. Однако при работе в режиме перегрузки значительно увеличиваются потери нагрузки и импедансное напряжение, что приводит к экономически невыгодной работе; поэтому следует избегать длительной непрерывной перегрузки.

1.4 Перегрузочная способность сухих трансформаторов
Перегрузочная способность сухого трансформатора зависит от температуры окружающей среды, состояния нагрузки до перегрузки (начальная нагрузка), теплопроводности изоляции и теплового постоянного времени. При необходимости производитель может предоставить кривую перегрузки для сухого трансформатора. В настоящее время годовая производственная мощность Китая по производству сухих трансформаторов с изоляцией из смолы достигла 10 000 МВА, что делает его одним из крупнейших производителей и потребителей сухих трансформаторов в мире. 

С широким распространением малошумных (для распределительных трансформаторов ≤2500 кВА уровень шума контролируется ниже 50 дБ) и энергосберегающих трансформаторов серии SC(B)9 (которые снижают потери холостого хода на 25%), технические характеристики и технологии производства сухих трансформаторов в Китае достигли передового мирового уровня.

2. Установка и ввод в эксплуатацию сухих трансформаторов

2.1 Осмотр перед установкой (при распаковке)
Проверьте, целостна ли упаковка. После распаковки трансформатора убедитесь, что данные на табличке соответствуют проектным требованиям, все заводская документация полная, сам трансформатор не поврежден, нет признаков внешнего повреждения, детали не смещены и не повреждены, электрические опорные части или соединительные провода не повреждены, и, наконец, подтвердите, что запасные части не повреждены и не отсутствуют.

2.2 Установка трансформатора
Сначала осмотрите фундамент трансформатора и проверьте, находятся ли встроенные стальные пластины в горизонтальном положении. Под стальными пластинами не должно быть пустот, чтобы обеспечить хорошую сейсмостойкость и звукопоглощение фундамента; в противном случае уровень шума установленного трансформатора увеличится. Затем используйте ролики для перемещения трансформатора на место установки, удалите ролики и точно отрегулируйте положение трансформатора по проекту, убедившись, что ошибка выравнивания соответствует требованиям проекта. Наконец, сварите четыре коротких секции уголкового профиля рядом с четырьмя углами основания трансформатора к встроенным стальным пластинам, чтобы предотвратить смещение во время эксплуатации.

2.3 Прокладка проводов трансформатора
При прокладке проводов соблюдайте минимально необходимое расстояние между токоведущими частями и между токоведущими частями и землей, особенно расстояние между кабелями и высоковольтной обмоткой. Высокотоковые низковольтные шины должны поддерживаться независимо и не должны напрямую соединяться с выводами трансформатора, так как это создаст избыточное механическое напряжение и крутящий момент. Когда ток превышает 1000 А (например, 2000 А низковольтная шина, используемая в этом проекте), между шиной и выводом трансформатора должен быть установлен гибкий соединитель, чтобы компенсировать тепловое расширение и сжатие проводника и изолировать вибрацию между шиной и трансформатором. Все электрические соединения должны поддерживать достаточное контактное давление и использовать упругие элементы (например, дисковые пружины или пружинные шайбы). При затягивании болтов соединений следует использовать динамометрический ключ, следуя рекомендованным значениям момента затяжки, указанным в таблице 1:

2.4 Заземление трансформатора
Точка заземления трансформатора расположена на базе низковольтной стороны, с предоставлением специального болта заземления, который обозначен символом заземления. Трансформатор должен быть надежно соединен с системой защитного заземления через эту точку. В случае, если трансформатор оснащен корпусом, корпус также должен быть надежно соединен с системой заземления. При использовании трехфазной четырехпроводной системы на низковольтной стороне, нейтральный проводник также должен быть надежно соединен с системой заземления.

2.5 Проверка перед вводом в эксплуатацию
Проверьте, чтобы все крепежные элементы были затянуты и не ослаблены, чтобы все электрические соединения были правильными и надежными, а также чтобы изоляционные расстояния между токоведущими частями и между токоведущими частями и землей соответствовали спецификациям. Вблизи трансформатора не должно быть посторонних предметов, поверхности катушек должны быть чистыми.

2.6 Предварительные испытания перед вводом в эксплуатацию

• Проверьте коэффициент напряжения и обозначение группы соединений трансформатора. Измерьте постоянное сопротивление высоковольтных и низковольтных обмоток и сравните результаты с заводскими данными испытаний производителя.

• Проверьте сопротивление изоляции между обмотками и между обмотками и землей. Если измеренное сопротивление изоляции значительно ниже заводских значений, это указывает на то, что трансформатор впитал влагу. Если сопротивление изоляции падает ниже 1000 Ом/В (рабочего напряжения), трансформатор должен пройти сушку.

• Напряжение испытания на пробой должно соответствовать соответствующим спецификациям. При проведении испытания на пробой при низком напряжении датчик температуры TP100 следует удалить и немедленно установить обратно после испытания.

• Если трансформатор оснащен вентиляторами охлаждения, подайте на них питание для проверки нормальной работы.

2.7 Испытательная эксплуатация
После тщательной предварительной проверки трансформатор может быть подключен для испытательной эксплуатации. В этот период необходимо уделить особое внимание следующим моментам:

• Любым необычным звукам, шумам или вибрациям;

• Любым необычным запахам, таким как запах горелого;

• Любому изменению цвета, вызванному локальным перегревом;

• Достаточности вентиляции и циркуляции воздуха.

Кроме того, следует обратить внимание на следующие моменты:

Первое, хотя сухие трансформаторы имеют хорошую стойкость к влаге, их открытая конструкция все же делает их восприимчивыми к попаданию влаги — особенно китайские сухие трансформаторы, которые часто используют более низкий уровень изоляции. Поэтому, для повышения надежности, сухие трансформаторы должны работать в условиях относительной влажности ниже 70%. Долгосрочное хранение без использования также следует избегать, чтобы предотвратить серьезное впитывание влаги. Если сопротивление изоляции падает ниже 1000 Ом/В (рабочего напряжения), это указывает на серьезное впитывание влаги, и испытательная эксплуатация должна быть прекращена.

Второе, сухие трансформаторы, используемые для повышения напряжения на электростанциях, отличаются от маслонаполненных трансформаторов: они не должны работать с открытым низковольтным выводом. Открытая низковольтная обмотка может позволить переданным перенапряжениям, вызванным коммутационными скачками или ударом молнии на стороне сети, разрушить изоляцию трансформатора. Для защиты от таких переданных перенапряжений на шинной стороне трансформатора следует установить комплект ограничителей перенапряжений (например, Y5CS оксид цинка).

3.Заключение
Как ключевое оборудование в системах передачи и распределения электроэнергии, сухие трансформаторы все больше ценятся пользователями благодаря своим высоким показателям изоляции, способности выдерживать короткие замыкания, а также преимуществам, таким как экологичность, пожаробезопасность, взрывобезопасность и бесперебойность. Поэтому персонал, занимающийся установкой, должен применять профессиональные и научные методы для полного выполнения всех подготовительных работ и своевременного решения и обобщения любых проблем, возникающих во время установки, чтобы обеспечить безопасную работу оборудования.