20 kV bir fazlı daşınım transformatorunun prototipinin inkişafı

Dyson

Alan: Elektrik Standartları

China

1. 20 kV tək fazalı dastraksiya transformatorunun dizaynı

20 kV dastraksiya sistemləri adətən kabellər cəmiyyəti və ya kabellər hava sətirinə qarışıq şəbəkələrini istifadə edirlər və nötral nöqtə siçan müqaviməsi ilə quraşdırılır. Tək faza qarağaç olsa də, 10 kV sistemin tək faza arızası kimi faza geriliminin √3 dəfə artması məsələsi yox olacaq. Bu səbəbdən, 20 kV sisteminin tək fazalı dastraksiya transformatoru spiralin sonuna qurğu qoyulmaqla inkişaf etdirilə bilər. Bu, tək fazalı dastraksiya transformatorunun əsas izolyasiyasını azaltır və 20 kV tək fazalı dastraksiya transformatorunun həcmi və qiyməti 10 kV-dəkinin bir çox fərqli olmur.

2. Darbə və Sınaq Gerilimlərinin Seçimi

20 kV tək fazalı dastraksiya transformatorunun əsas darbə səviyyəsi (BIL) və izolyasiya sınama səviyyəsi haqqında nəzərə alınanlar aşağıdakı kimi:

Amerika Milli Standartı ANSI C57.12.00-1973 (IEEE Std 462-1972) göstərir ki, yüksək gerilimli tərəfin (20 kV) əsas darbə səviyyəsi (BIL) 125 kV-dir; yüksək gerilimli komponentin nominal gerilimi 15.2 kV, əlavə olaraq AC dayanma gerilimi (60 Hz/dəq) 40 kV-dir.

İzolyasiya sınaması, tətbiq edilən gerilim testinin tələb edilməməsinə baxmayaraq, induksiya gerilimi testi icra edilməlidir. Test zamanı, bir spiralın çıxış terminalinə gerilim tətbiq edildikdən sonra, hər bir yüksək gerilimli çıxış terminalindən torpağa qədər olan gerilim 1 kV plus transformator spiralinin nominal geriliminin 3.46 dəfəsidir. Başqa bir deyişlə, induksiya testində (iki dəfə frekans, iki dəfə gerilim testi), yüksək gerilim:

2.1 Aşağı gerilimli tərəf (240/120 V)

Əsas darbə səviyyəsi (BIL): 30 kV
AC Dayanma Gerilimi (60 Hz/dəq): 10 kV

2.2 Çin Dövlət Transformer Keyfiyyət Nəzarəti və Sınaq Qaydalarına Göre

Yüksək gerilimli tərəf:

Əsas darbə səviyyəsi (BIL): 125 kV (tam dalga), 140 kV (kısmen kesilmiş dalga)
AC Induksiya Dayanma Gerilimi (200 Hz/dəq): 40 kV

Aşağı gerilimli tərəf:

Tətbiq edilən gerilim (50 Hz/dəq): 4 kV

3. 20 kV Tək Fazalı Dastraksiya Transformatorlarının Strukturu və Xüsusiyyətləri

İki spekifikasiya (50 kVA və 80 kVA) prototip kimi hazırlanmış və hər ikisi də dəri dəmir strukturu istifadə edib. Əsas izolyasiyanın azaldılması üçün spiralin sonunda izolyasiya strukturu əlavə edilib. Bir neçə terminaldan çıxış edilir. Yüksək gerilimli spiralin sonu torpağa quraşdırılıb və onunla birləşdirilib. Aşağı gerilimli spiral tək spiral strukturu ilə hazırlanıb.

3.1 Prototiplənmiş 20 kV və 10 kV Tək Fazalı Dastraksiya Transformatorları Arasında Texniki İstinatələrin Mükayisəsi

20 kV və 10 kV arasında (50 kVA və 80 kVA nümunələri ilə) zəruri itinaların müqayisəsi Cədvəl 1-də göstərilir.

20 kV və 10 kV arasında (50 kVA və 80 kVA nümunələri ilə) ağırlığın müqayisəsi Cədvəl 2-də göstərilir.

4. 20 kV∥10 kV Tək Fazalı İki Gerilimli Dastraksiya Transformatoru

10 kV sistemini 20 kV sistemə yüksəltmək, distribusiya transformatorları kimi əsas ehtiyac mühərriklerinin əvəzinin alınıb. Yüksək qiymətli əvəzləmələr və elektrik gecikmələri istehsal prosesini tərs etdiyindən, iki gerilimli (10 kV/20 kV) tək fazalı transformatorun dizayni bu problemləri həll etmək üçün bir yol olur.

4.1 Dizayn

10 kV sarılmış növ tək fazalı dastraksiya transformatoruna əsaslanaraq, bu iki gerilimli variant 20 kV = 2×10 kV münasibətidən istifadə edir və seri-paralel ilk spiralları tətbiq edir. İki paralel yüksək gerilimli spiral ilə, iki növ stolba yüksək gerilimli/aşağı gerilimli spiralları (yüksək gerilimli spirallar paralel) alır. İki aşağı gerilimli spiral "orta nöqtəsində" birgə ±220 V - torpağa iki istifadəçinin üçün çıxış edilir. $W 1$ (yüksək gerilimli burulma sayı) və $W 2$ (aşağı gerilimli burulma sayı). Paralel durumda, U₁/U₂ = W₁/W₂ = 10 kV/220 V, və toplam yüksək gerilimli akım tək spirdən iki dəfə böyükdür. Seri halda, yüksək gerilimli giriş akımı spirdəki akımına bərabərdir.

4.2 Keçid Tətbiqi

Kapasitə 20 kV və ya 10 kV yüksək gerilimli girişlərdə sabit qalır. 20 kV girişində, iki yüksək gerilimli spiral seriyada olduğundan, hər biri 10 kV daşıyır. Yüksək gerilimli akım I₁ olduğunda, kapasitə S₁ = I₁×20 = 20I₁ (kVA). 10 kV-yə keçid edildikdə, paralel yüksək gerilimli spirallar 2I₁ giriş akımı verir, beləliklə S₁ = 2I₁×10 = 20I₁ (kVA). Beləliklə, S₁ = S₂.

4.3 Struktur

Struktur tək fazalı sarılmış növ transformatora uyğundur (patent nömrəsi 4612429).
10 kV/20 kV gerilim keçidi etibarlı kontakt lenta tap-changer ilə edilir.
İzolyasiya IEC 20 kV transformator standartlarına uyğun (nominal darbə gerilimi: 125 kV).
Səs IEC və digər enerji şirkətlərinin texniki spesifikasyonlarına uyğundur.

4.4 Tək Fazalı İki Gerilimli Transformatorun Avantajları

Enerjinin Qiymətləndirilməsi: 20 kV dastraksiya sisteminin xətti itinaları 10 kV dastraksiya sisteminin xətti itinalarının 25%-idir, bu da 75% enerji qazancını təmin edir. Bu dizaynda tək fazalı sarılmış növ texnologiyasının istifadəsi, transformatorun boş itinalarını indiki S11 növ dastraksiya transformatorundan 30% azaltır.
Qurğu Maliyyəti Qazancı: 10 kV-dən 20 kV-yə yüksəltmə zamanı, yalnız bir keçid anahtarına ehtiyac vardır. Bu, elektrik gecikməsi zamanını azaldır və tam proses bir neçə dəqiqə ərzində tamamlanır.

5. Nəticə

20 kV sisteminin çoxsaylı nötral nöqtələri siçan müqaviməsi ilə quraşdırılır. Bu səbəbdən, 20 kV səviyyəsində tək fazalı transformatorların əsas izolyasiyasını 10 kV səviyyəsinə nəzərən daha asan idarə etmək olar.
20 kV səviyyəsindəki tək fazalı transformatorların yük itinaları 10 kV səviyyəsindəkilərə bərabərdir; ağırlıkları da oxşar səviyyədədir. Boş itinalar üzrə 20 kV 10 kV-dən aşağıdır. Impedansa baxmayaraq, 20 kV tək fazalı transformator 10 kV-dən 20% yüksəkdir.
20 kV tək fazalı transformator nisbətən ekonomikdir. Qiyməti 10 kV səviyyəsindəki tək fazalı transformatorlardan çox fərqlənmir.
20 kV∥10 kV tək fazalı iki gerilimli dastraksiya transformatoru hem 10 kV, hem də 20 kV dastraksiya sistemlərində istifadə edilə bilər. 10 kV sistemini 20 kV sistemə yüksəltmə zamanı, transformatoru əvəz etməyin lazımı yoxdur; sadəcə keçid anahtarını dəyişmək kifayətdir. Bu, nisbətən ekonomik və asan bir metodudur.