Τι είναι οι κανονισμοί και οι προειδοποιήσεις λειτουργίας για τη ρύθμιση της τάσης σε μετατροπείς με αλλαγή βαθμών υπό φόρτο;
Η μεταβολή της πρίζας υπό φορτίο είναι μια μέθοδος ρύθμισης τάσης που επιτρέπει σε ένα μετασχηματιστή να ρυθμίζει την τάση εξόδου του αλλάζοντας τις θέσεις πρίζας ενώ λειτουργεί υπό φορτίο. Τα ηλεκτρονικά στοιχεία διακοπής ισχύος προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως η δυνατότητα συχνών ενεργοποιήσεων/απενεργοποιήσεων, η λειτουργία χωρίς σπινθηρισμό και η μεγάλη διάρκεια ζωής, καθιστώντας τα κατάλληλα για χρήση ως μετατροπείς πρίζας υπό φορτίο σε μετασχηματιστές διανομής. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει αρχικά τους κανονισμούς λειτουργίας για μετασχηματιστές μεταβολής πρίζας υπό φορτίο, στη συνέχεια εξηγεί τις μεθόδους ρύθμισης τάσης τους και τέλος περιγράφει τα βασικά μέτρα προφύλαξης για τις λειτουργίες μεταβολής πρίζας υπό φορτίο. Παρακαλούμε διαβάστε περαιτέρω με τον συντάκτη για λεπτομερείς πληροφορίες.
1.Κανονισμοί Λειτουργίας για Μετασχηματιστές Μεταβολής Πρίζας Υπό Φορτίο
Κατά τη λειτουργία ενός μετασχηματιστή μεταβολής πρίζας υπό φορτίο, δεν πρέπει να ξεκινηθεί μια δεύτερη αλλαγή πρίζας πριν ολοκληρωθεί πλήρως η πρώτη. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, πρέπει να παρακολουθούνται στενά οι αλλαγές τάσης, ρεύματος και άλλων παραμέτρων.
Κάθε λειτουργία μεταβολής πρίζας πρέπει να καταγράφεται στο βιβλίο καταγραφής μεταβολών πρίζας του κύριου μετασχηματιστή, συμπεριλαμβανομένου του χρόνου λειτουργίας, της θέσης πρίζας και του συνολικού αριθμού λειτουργιών. Πρέπει επίσης να διατηρούνται εγγραφές για όλα τα γεγονότα εγκατάστασης/απεγκατάστασης, δοκιμών, συντηρητικών εργασιών, ελαττωμάτων και αντιμετώπισης βλαβών.
Η συντήρηση του μετατροπέα πρίζας υπό φορτίο πρέπει να ακολουθεί τις προδιαγραφές του κατασκευαστή. Στην απουσία τέτοιων προδιαγραφών, μπορούν να εφαρμοστούν οι ακόλουθες οδηγίες:
Πρέπει να δοκιμάζονται δείγματα λαδιού από τον θάλαμο του μετατροπέα πρίζας μετά από 6–12 μήνες λειτουργίας ή μετά από 2.000–4.000 λειτουργίες αλλαγής.
Για νέους εγκατεστημένους μετατροπείς πρίζας, ο μηχανισμός διακοπής πρέπει να ανυψώνεται για επιθεώρηση μετά από 1–2 χρόνια λειτουργίας ή μετά από 5.000 λειτουργίες. Οι επόμενες περίοδοι επιθεώρησης μπορούν να καθοριστούν με βάση τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.
Το μονωτικό λάδι στον θάλαμο του μετατροπέα πρίζας πρέπει να αντικαθίσταται μετά από 5.000–10.000 λειτουργίες ή όταν η τάση διάσπασης του λαδιού πέφτει κάτω από 25 kV.
Για μετατροπείς πρίζας υπό φορτίο που έχουν παραμείνει αχρησιμοποίητοι ή ακίνητοι για μεγάλο χρονικό διάστημα, πρέπει να εκτελείται ένας πλήρης κύκλος λειτουργίας μεταξύ των υψηλότερων και χαμηλότερων θέσεων πρίζας όποτε υπάρχει ευκαιρία διακοπής ρεύματος.
2.Περιπτώσεις Στις Οποίες Απαγορεύεται Η Μεταβολή Πρίζας Υπό Φορτίο:
Όταν ο μετασχηματιστής λειτουργεί υπό συνθήκες υπερφόρτωσης (εκτός από ειδικές περιπτώσεις).
Όταν ο ρελές ελαφριάς αερίου της συσκευής μεταβολής πρίζας υπό φορτίο έχει ενεργοποιηθεί και έχει εκδώσει συναγερμό.
Όταν η διηλεκτρική αντοχή του λαδιού της συσκευής μεταβολής πρίζας δεν είναι εντός προδιαγραφών ή όταν ο δείκτης στάθμης λαδιού δείχνει έλλειψη λαδιού.
Όταν ο αριθμός των αλλαγών πρίζας έχει υπερβεί το καθορισμένο όριο.
Όταν παρουσιαστούν ανωμαλίες στη συσκευή μεταβολής πρίζας.
Όταν το φορτίο υπερβαίνει το 80% της ονομαστικής ισχύος, απαγορεύεται η λειτουργία του μετατροπέα πρίζας υπό φορτίο.
3.Μέθοδοι Ρύθμισης Τάσης Για Μετασχηματιστές Μεταβολής Πρίζας Υπό Φορτίο
3.1 Μέθοδος Επέκτασης "Boots-On"
Η προσέγγιση "boots-on" περιλαμβάνει το άνοιγμα του ουδέτερου σημείου των υψηλής τάσης τριφασικών τυλιγμάτων του κύριου μετασχηματιστή και την εισαγωγή σειριακά συνδεδεμένων ρυθμιστικών τυλιγμάτων από έναν μετασχηματιστή αντιστάθμισης. Η πλευρά χαμηλής τάσης του κύριου μετασχηματιστή συνδέεται παράλληλα με το τύλιγμα διέγερσης του μετασχηματιστή αντιστάθμισης για να επιτευχθεί η ρύθμιση τάσης υπό φορτίο. Αυτή η μέθοδος βασίζεται στην αρχή της επαλληλίας τάσης: ο αντισταθμιστής, μέσω ενός μετατροπέα πρίζας υπό φορτίο, διατηρεί την τάση του υψηλής τάσης τυλίγματος του κύριου μετασχηματιστή εντός του ονομαστικού εύρους.
Σε αυτή τη διάταξη, ο αντισταθμιστής αντέχει μόνο την τάση του ουδέτερου σημείου ή την τάση της πρίζας N-επιπέδου (π.χ., 2×OU1), απαιτώντας σχετικά χαμηλό επίπεδο μόνωσης. Όταν το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή λειτουργεί υπό συνθήκες στερεάς γείωσης, ένα επίπεδο μόνωσης 35 kV είναι επαρκές (σχεδιάζουμε και κατασκευάζουμε για 40 kV), αν και μπορούν να υιοθετηθούν υψηλότερα επίπεδα βάσει συγκεκριμένων απαιτήσεων λειτουργίας. Αυτή η μέθοδος απαιτεί μόνο έναν επιπλέον μετασχηματιστή ρύθμισης στο ουδέτερο σημείο, με αποτέλεσμα χαμηλό κόστος επέκτασης. Οι τροποποιήσεις στο πεδίο που αφορούν την οδήγηση του ουδέτερου σημείου μπορούν να ολοκληρωθούν εντός μιας εργάσιμης ημέρας. Εάν ενσωματωθεί με μια μεγάλη αναβάθμιση του κύριου μετασχηματιστή, προσθέτει σχεδόν καθόλου επιπλέον χρόνο αδράνειας.
Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη όταν οι διακυμάνσεις τάσης υπερβαίνουν το εύρος που επιτυγχάνεται από τους μετατροπείς πρίζας χωρίς φορτίο—δηλαδή, ακόμη και όταν ο μετατροπέας πρίζας χωρίς φορτίο βρίσκεται στην υψηλότερη ή χαμηλότερη θέση, η τάση δεν πληροί τα πρότυπα. Οι μετασχηματιστές μας με μεταβολή πρίζας υπό φορτίο στο ουδέτερο σημείο παρέχουν ένα ευρύ εύρος ρύθμισης ±12% U₁ₙ. Όταν χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με τον αρχικό μετατροπέα πρίζας χωρίς φορτίο, το αποτελεσματικό παράθυρο ρύθμισης μπορεί να μετατοπιστεί πιο εύκολα πάνω ή κάτω για να πληροί τις πραγματικές ανάγκες και να βελτιώσει την έξοδο ισχύος του κύριου μετασχηματιστή. Το απαιτούμενο εύρος ρύθμισης μπορεί να προσαρμοστεί βάσει των συνθηκών του τόπου, καθιστώντας αυτή τη λύση προσαρμόσιμη σε μετασχηματιστές όλων των επιπέδων τάσης. Έχουμε επιτυχώς επεκτείνει τέσσερις κύριους μετασχηματιστές χρησιμοποιώντας αυτή την προσέγγιση. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος απαιτεί επιπλέον χώρο για έναν επιπλέον μετασχηματιστή και ελαφρώς πιο πολύπλοκη πρωτεύουσα καλωδίωση. Παρ' όλα αυτά, λαμβάνοντας υπόψη τη σύντομη διάρκεια της επέκτασης και την εξοικονόμηση κόστους, παραμένει μια οικονομικά ορθή και λογική λύση.
3.2 Μέθοδος Επέκτασης "Backpack"
Η μέθοδος "backpack" είναι μια πιο οικονομική και πρακτική προσέγγιση επέκτασης όταν το υπάρχον εύρος του μετατροπέα πρίζας χωρίς φορτίο πληροί ήδη τις απαιτήσεις τοπικών διακυμάνσεων τάσης. Περιλαμβάνει την αποσύνδεση των αγωγών πρίζας από τον αρχικό μετατροπέα πρίζας χωρίς φορτίο, την αφαίρεση του διακόπτη και την εγκατάσταση ενός γεφυρωτού ή γραμμικού μετατροπέα πρίζας υπό φορτίο στη θέση του, με τους αρχικούς αγωγούς πρίζας να αναδρομολογούνται στον νέο διακόπτη υπό φορτίο.
Αυτή η αναβάθμιση μπορεί να ολοκληρωθεί εντός ενός κύριου κύκλου συντήρησης. Το πυρήνιο έργο (όπως η αφαίρεση του καπάκιου της δέξας ή η επιδόματος) απαιτεί μόνο ένα ημέρα και μπορεί να συγχρονιστεί με τις συνήθεις ελέγχους του πυρήνα· η δέξα ή η κάλυψη τροποποιείται ταυτόχρονα. Η κρίσιμη πρόκληση είναι η ολοκλήρωση όλης της αναβάθμισης μέσα σε μία ημέρα χωρίς να εκτεθεί ο πυρήνας σε υγρασία, καθώς οποιαδήποτε καθυστέρηση θα επέκτεινε την αποσυνδέση και θα αυξούσε το κόστος.
Επιπλέον, αφού οι πρωτότυποι μετατροπείς σπάνια περιλαμβάνουν ειδικά κανάλια για την οδήγηση των ηλεκτρικών συνδέσεων για τέτοιες αναβαθμίσεις, πρέπει να ληφθούν ειδικά μέτρα για να εξασφαλιστούν οι απαραίτητες αποστάσεις απομόνωσης για όλους τους τύπους μετατροπέων και να διατηρηθεί η ευκολία στη μελλοντική συντήρηση (δηλαδή, η διατήρηση των πρωτότυπων διαδικασιών επιδόματος/κάλυψης). Έχουμε διεξάγει εκτεταμένη έρευνα σε αυτή τη μέθοδο, αναπτύξαμε ειδικό εξοπλισμό και θεσπίσαμε έναν πλήρη, πρακτικό σχεδιασμό κατασκευής. Μέχρι σήμερα, έχουμε εφαρμόσει επιτυχώς αυτή τη μέθοδο σε πέντε μετατροπείς, επιτυγχάνοντας όλα τα προσδοκώμενα αποτελέσματα—επιβεβαιώνοντας την οικονομική και απλή λύση αναβάθμισης.
4. Προσοχές για τις Επιχειρήσεις Αλλαγής Τάπων Σε Λειτουργία
Οι αλλαγές τάπων πρέπει να γίνονται βήμα προς βήμα, με στενή παρακολούθηση της θέσης τάπων, τάσης και ρεύματος. Μετά από κάθε μονοβήματο προσαρμογή, περιμένετε τουλάχιστον 1 λεπτό πριν προχωρήσετε στο επόμενο βήμα.
Για τα μονοφασικά σύνολα μετατροπέων ή τριφασικούς μετατροπείς με φασικά χωρισμένους μετατροπείς τάπων σε λειτουργία, απαιτείται συγχρονισμένη τριφασική ηλεκτρική λειτουργία· η μεμονωμένη φασική λειτουργία είναι γενικά απαγορευμένη.
Όταν δύο μετατροπείς με αλλαγή τάπων σε λειτουργία λειτουργούν παράλληλα:
Η αλλαγή τάπων επιτρέπεται μόνο όταν το ρεύμα φορτίου είναι ίσο ή κάτω από το 85% του ρεύματος ρύθμισης του μετατροπέα.
Μην εκτελείτε δύο συνεχόμενες αλλαγές τάπων σε έναν μετατροπέα· ολοκληρώστε την προσαρμογή ενός μετατροπέα πριν λειτουργήσετε τον άλλο.
Μετά από κάθε αλλαγή τάπων, ελέγξτε την τάση και το ρεύμα για να αποφύγετε λανθασμένη λειτουργία και υπερφόρτωση.
Κατά την επιβολή τάσης, προσαρμόστε πρώτα τον μετατροπέα με το χαμηλότερο ρεύμα φορτίου, ακολουθούμενο από τον μετατροπέα με υψηλότερο ρεύμα φορτίου, για να ελαχιστοποιηθούν τα περιστροφικά ρεύματα. Η αντίστροφη σειρά ισχύει για τη μείωση τάσης.
Μετά την ολοκλήρωση, επαληθεύστε τη μέγεθος και την κατανομή του ρεύματος μεταξύ των δύο παραλληλικών μετατροπέων.
Όταν ένας μετατροπέας με αλλαγή τάπων σε λειτουργία λειτουργεί παράλληλα με έναν μετατροπέα με αλλαγή τάπων χωρίς φορτίο (off-circuit), η θέση τάπων του μετατροπέα με αλλαγή τάπων σε λειτουργία πρέπει να διατηρείται όσο το δυνατόν πιο κοντά στη θέση τάπων του off-circuit μετατροπέα.
Το μέγιστο πλήθος αλλαγών τάπων που επιτρέπονται ανά ημέρα είναι το εξής:
30 φορές για μετατροπείς 35 kV,
20 φορές για μετατροπείς 110 kV,
10 φορές για μετατροπείς 220 kV.
Πριν από κάθε αλλαγή τάπων, επαληθεύστε ότι η διαφορά μεταξύ τάσης συστήματος και τάσης ρύθμισης τάπων συμμορφώνεται με τις κανονικοποιημένες απαιτήσεις.
Κάθε επιχείρηση αλλαγής τάπων πρέπει να καταγράφεται σωστά στο βιβλίο καταγραφής λειτουργίας τάπων σε λειτουργία, όπως απαιτείται.
