Koje su propisi i operativne opreznosti za regulaciju napona na transformatorima s promjenom stupnjeva pod opterećenjem

Promjena zavojnice pod opterećenjem je metoda regulacije napona koja omogućuje transformatoru da prilagodi svoj izlazni napon mijenjanjem položaja zavoja dok operira pod opterećenjem. Sastavnice elektroničkog upravljanja snabdijevanjem imaju prednosti poput česte mogućnosti uključivanja/isključivanja, rada bez iskre i dugog vremena trajanja, što ih čini prikladnim za korištenje kao promjenjivači zavojnice pod opterećenjem u distribucijskim transformatorima. Ovaj članak najprije uvodi propise o radu transformatora s promjenom zavojnice pod opterećenjem, zatim objašnjava njihove metode regulacije napona, a na kraju daje ključne opreme za rad s promjenom zavojnice pod opterećenjem. Pročitajte dalje sa urednikom za detaljne informacije.

1. Propisi o radu transformatora s promjenom zavojnice pod opterećenjem

• Pri radu transformatora s promjenom zavojnice pod opterećenjem, ne smije se započeti druga promjena zavojnice prije nego što se prva promjena zavojnice potpuno završi. Tijekom procesa treba pažljivo pratiti promjene napona, struja i drugih parametara.

• Svaki postupak promjene zavojnice mora biti zabilježen u glavnoj knjizi o promjenama zavojnice transformatora, uključujući vrijeme rada, položaj zavojnice i ukupan broj operacija. Moraju se također čuvati zapisnici o svim događajima uključivanja/isključivanja, testiranju, održavanju, defektima i rješavanju problema.

• Održavanje promjenjivaca zavojnice pod opterećenjem treba slijediti specifikacije proizvođača. U odsutnosti takvih specifikacija, mogu se primijeniti sljedeće smjernice:

• Uzorci ulja iz odjeljka promjenjivaca zavojnice trebaju se testirati nakon 6–12 mjeseci rada ili nakon 2.000–4.000 promjena zavojnice.

• Za nove instalirane promjenjivace zavojnice, mehanizam prekidača treba izvući za inspekciju nakon 1–2 godine rada ili nakon 5.000 operacija. Sljedeće intervalne inspekcije mogu se odrediti na temelju stvarnih uvjeta rada.

• Izolacijsko ulje u odjeljku promjenjivaca zavojnice treba zamijeniti nakon 5.000–10.000 operacija ili kada padne ispod 25 kV.

• Za promjenjivace zavojnice koji su dulje vrijeme ostali nekorišteni ili nepomični, treba obaviti cijeli ciklus rada između najvišeg i najnižeg položaja zavojnice svaki put kada se pojavi prilika za isključenje struje.

2. Situacije u kojima je zabranjena promjena zavojnice pod opterećenjem:

• Kada transformator radi pod preopterećenim uvjetima (osim u posebnim situacijama).

• Kada je premahnuo sigurnosni relé promjenjivaca zavojnice pod opterećenjem i isključio alarm.

• Kada dielektrična čvrstoća izolacijskog ulja promjenjivaca zavojnice nije ispravna ili pokazatelj razina ulja pokazuje nedostatak ulja.

• Kada je broj promjena zavojnice premašio određeni limit.

• Kada se javljaju anormalnosti u promjenjivaču zavojnice.

• Kada opterećenje premaši 80% nominalne kapaciteta, rad promjenjivača zavojnice pod opterećenjem je zabranjen.

3. Metode regulacije napona transformatora s promjenom zavojnice pod opterećenjem

3.1 "Boots-On" metoda nadogradnje

Pristup "boots-on" uključuje otvaranje neutralne točke visokonaponskih trofaznih zavojnica glavnog transformatora i umetanje serijalno povezanih regulacijskih zavojnica iz kompenzacijskog transformatora. Niskonaponska strana glavnog transformatora spojena je paralelno s navodnom zavojnicom kompenzacijskog transformatora kako bi se postigla regulacija napona pod opterećenjem. Ova metoda oslanja se na princip superponiranja napona: kompenzator, putem promjenjivača zavojnice pod opterećenjem, održava napon visokonaponske zavojnice glavnog transformatora unutar njenog nominalnog raspona.

U ovom rasporedu, kompenzator može izdržati samo napon neutralne točke ili napon N-razinu zavoja (npr., 2×OU1), što zahtijeva relativno nisku izolacijsku razinu. Kada neutralna točka transformatora radi pod uvjetima čvrstog zemljenja, dovoljna je izolacijska razina od 35 kV (mi dizajniramo i proizvodimo za 40 kV), iako se mogu primijeniti više razine na temelju specifičnih operativnih zahtjeva. Ova metoda zahtijeva samo jedan dodatni transformator za regulaciju neutralne točke, što rezultira niskim troškovima nadogradnje. Terenske modifikacije koje uključuju neutralnu točku mogu se završiti unutar jednog radnog dana. Ako se integriše s velikom revizijom transformatora, praktički ne dodaje dodatno vrijeme isključenja.

Ova metoda je prikladna kada varijacije napona premašuju raspon dostupan bezopterećenim (bezobratnim) promjenjivačima zavojnice - tj. čak i kada bezobratni promjenjivač zavojnice bude na svojoj najvišoj ili najnižoj poziciji, napon još uvijek neće zadovoljavati standarde. Naši transformatori s promjenom zavojnice na neutralnoj točki nude širok raspon ±12% U₁ₙ regulacije. Kada se koriste zajedno s originalnim bezobratnim promjenjivačem zavojnice, efektivni prozor regulacije može se fleksibilnije pomjeriti gore ili dolje kako bi se ispunuile stvarne potrebe i poboljšala izlazna kapacitet glavnog transformatora. Potreban raspon regulacije može se prilagoditi na temelju uvjeta na terenu, čime se ova rješenja prilagođavaju transformatorima svih naponskih razina. Uspješno smo nadograđeno četiri glavna transformatora koristeći ovaj pristup. Međutim, ova metoda zahtijeva dodatni prostor za jedan dodatni transformator i malo složenije primarne vezave. Ipak, uzimajući u obzir kratko vrijeme nadogradnje i uštedu troškova, ostaje ekonomski smislena i razumna rješenja.

3.2 "Backpack" metoda nadogradnje

Metoda "backpack" je ekonomičniji i praktičniji pristup nadogradnji kada raspon postojećeg bezobratnog promjenjivača zavojnice već zadovoljava lokalne zahtjeve za varijacijama napona. To uključuje odspajanje zavoja od originalnog bezobratnog promjenjivača zavojnice, uklanjanje prekidača i instalaciju mostasta ili linearnog promjenjivača zavojnice pod opterećenjem na njegovom mjestu, s originalnim zavojnicama preusmjerenim na novi promjenjivač pod opterećenjem.

Ovaj nadogradnji se može izvršiti unutar jednog velikog ciklusa održavanja. Osnovni rad (kao što je uklanjanje poklopca rezervoara ili podizanje jezgre) traje samo jedan dan i može se sinkronizirati s redovitim inspekcijama jezgre; rezervoar ili kućište su istodobno modificirani. Ključni izazov je završiti cijelu nadogradnju unutar jednog dana bez izlaganja jezgre vlažnosti, jer bi bilo koja odgoda produžila isključenje i povećala troške. 

Dodatno, budući da originalni transformatori rijetko uključuju posebne kanale za vodove za takve nadogradnje, trebaju se poduzeti specijalne mjere kako bi se osigurala pravilna izolacija razmaka za sve vrste transformatora i održana lakost budućeg održavanja (tj. očuvanje originalnih postupaka podizanja poklopa/jezgre). Provodili smo ekstenzivna istraživanja ovoj metodi, razvili specijaliziranu opremu i utvrdili kompletni, praktični plan građevinske izvedbe. Do danas smo uspješno implementirali ovu metodu na pet transformatora, dostižući sve očekivane rezultate—potvrđujući je kao ekonomično i jednostavno rješenje za nadogradnju.

4. Precautije za operacije promjene priključaka pod opterećenjem

• Promjena priključaka mora se obavljati korak po korak, uz pažljivo praćenje položaja priključka, napona i struje. Nakon svake pojedinačne ajustmane, pričekajte najmanje 1 minut prije nastavka na sljedeći korak.

• Za banku jednofaznih transformatora ili trofazne transformatore s fazi razdvojenim mehanizmom promjene priključaka pod opterećenjem, potrebna je sinkronizirana trofazna električna operacija; pojedinačna operacija pojedine faze je općenito zabranjena.

• Kada dvije transformatore s promjenom priključaka pod opterećenjem djeluju u paraleli:

• Promjene priključaka dopuštaju se samo kada je struja opterećenja na ili ispod 85% nominalne struje transformatora.

• Ne obavljajte dvije uzastopne promjene priključaka na jednom transformatoru; završite prilagodbu jednog transformatora prije operacije na drugom.

• Nakon svake promjene priključka provjerite napon i struju kako biste spriječili pogrešnu operaciju i pretjerano opterećenje.

• Tijekom operacija podizanja napona, prvo prilagodite transformator s nižom strujom opterećenja, zatim onaj s višom strujom opterećenja, kako biste smanjili cirkulacione struje. Suprotno to vrijedi za operacije snižavanja napona.

• Nakon završetka, provjerite magnitudu i distribuciju struje između dva paralelna transformatora.

• Kada transformator s promjenom priključaka pod opterećenjem djeluje u paraleli s transformatorom s promjenom priključaka bez opterećenja (van mreže), položaj priključka transformatora s promjenom pod opterećenjem treba držati što bliži položaju vanmrežnog transformatora.

• Maksimalni broj dozvoljenih promjena priključaka po danu je sljedeći:

• 30 puta za 35 kV transformatore,

• 20 puta za 110 kV transformatore,

• 10 puta za 220 kV transformatore.

• Prije svake promjene priključka, provjerite da razlika između sustavnog napona i nominalnog napona priključka uvjetima zakonskih zahtjeva.

• Svaki postupak promjene priključaka treba pravilno dokumentirati u dnevniku operacija promjene priključaka pod opterećenjem prema zahtjevu.