Wat zijn de voorschriften en bedrijfsvoorschriften voor spantoelspanningsregeling van transformatoren met belastingkloppen?

Onder belasting tapverandering is een spanningsregelingsmethode die het mogelijk maakt dat een transformatie zijn uitvoerspanning kan aanpassen door de tappositie te veranderen terwijl deze onder belasting staat. Elektronische schakelcomponenten bieden voordelen zoals frequente in- en uitschakelmogelijkheden, vonkvrije werking en lange levensduur, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik als onderbelastingschapelaar in distributietransformatoren. Dit artikel introduceert eerst de bedrijfsvoorschriften voor transformatoren met onder belasting tapverandering, legt vervolgens hun spanningsregelingsmethoden uit en geeft ten slotte belangrijke voorzorgsmaatregelen voor operaties met onder belasting tapverandering. Lees verder met de redacteur voor gedetailleerde informatie.

1.Bedrijfsvoorschriften voor Transformatoren met Onder Belasting Tapverandering

• Bij het bedienen van een transformatie met onder belasting tapverandering mag geen tweede tapverandering worden gestart totdat de eerste tapverandering volledig is voltooid. Spanning, stroom en andere parameterveranderingen moeten tijdens het proces nauwlettend in de gaten worden gehouden.

• Elke tapveranderingsoperatie moet worden vastgelegd in het hoofdtransformatie tapveranderingslogboek, inclusief de operatietijd, de tappositie en het cumulatieve aantal operaties. Er moeten ook records worden bijgehouden voor alle in- en uitbedrijfstellingen, tests, onderhoudsactiviteiten, defecten en storingen.

• Het onderhoud van de onderbelastingschapelaar dient overeen te komen met de specificaties van de fabrikant. Indien zulke specificaties ontbreken, kunnen de volgende richtlijnen worden toegepast:

• Na 6-12 maanden werking of na 2.000-4.000 schakeloperaties moeten olieproeven van de schapelaarkamer worden getest.

• Voor nieuw geïnstalleerde schapelaren moet de schakelmechanisme na 1-2 jaar dienst of na 5.000 operaties worden verwijderd voor inspectie. De latere inspectie-intervallen kunnen op basis van de daadwerkelijke werkingsomstandigheden worden bepaald.

• De isolerende olie in de schapelaarkamer moet worden vervangen na 5.000-10.000 operaties of wanneer de doorbraaksnelheid van de olie onder de 25 kV valt.

• Voor schapelaren die gedurende een langere periode ongebruikt of niet verplaatst zijn, moet bij elke kans op een stroomuitval een volledige cyclus van operaties tussen de hoogste en laagste tappositie worden uitgevoerd.

2.Situaties waarin Onder Belasting Tapverandering Verboden Is:

• Wanneer de transformatie werkt onder overbelastingsomstandigheden (behalve in speciale omstandigheden).

• Wanneer de lichtgasrelais van het onderbelastingschapelaar is afgetrapt en een alarm heeft uitgezet.

• Wanneer de isolerende olie-isolatiesterkte van het schapelaarapparaat onvoldoende is of de oliepeilindicator geen olie aangeeft.

• Wanneer het aantal tapveranderingen de gespecificeerde limiet heeft overschreden.

• Wanneer er anomalieën optreden in het schapelaarapparaat.

• Wanneer de belasting 80% van de nominale capaciteit overschrijdt, is het bedienen van de onderbelastingschapelaar verboden.

3.Spanningsregelingsmethoden voor Transformatoren met Onder Belasting Tapverandering

3.1 "Boots-On" Retrofit Methode

De "boots-on" methode betreft het openen van het neutraal punt van de hoogspannings-driefasewikkelingen van de hoofdtransformatie en het inschuiven van reeksverbonden regelwikkelingen van een compensatietransformator. De laagspanningskant van de hoofdtransformatie wordt parallel verbonden met de opwekkingswikkeling van de compensatietransformator om spanningsregeling onder belasting te bereiken. Deze methode is gebaseerd op het principe van spanningsoptelling: de compensator houdt, via een onderbelastingschapelaar, de hoogspanningswikkelingsspanning van de hoofdtransformatie binnen de nominale grenzen.

In deze configuratie hoeft de compensator slechts de neutraalpuntspanning of de N-niveau tapspanning (bijvoorbeeld 2×OU1) te weerstaan, wat een relatief lage isolatie-eis inhoudt. Wanneer het neutraal punt van de transformatie onder vaste aarding werkt, is een isolatie-eis van 35 kV voldoende (wij ontwerpen en produceren voor 40 kV), hoewel hogere niveaus kunnen worden aangenomen op basis van specifieke operationele eisen. Deze methode vereist slechts één extra neutraalpuntregeltransformatie, wat resulteert in lage retrofitkosten. Veldmodificaties met betrekking tot de neutraalpuntvoering kunnen binnen één werkdag worden voltooid. Bij integratie in een grote transformatieoverhaul brengt dit vrijwel geen extra downtime met zich mee.

Deze methode is geschikt wanneer spanningsfluctuaties de bereikbare range van de losse (off-circuit) tapverandering overstijgen - zelfs wanneer de off-circuit tapverandering zich in de hoogste of laagste positie bevindt, voldoet de spanning nog steeds niet aan de normen. Onze neutraalpunt onderbelastingschapelaars bieden een breed ±12% U₁ₙ regelbereik. In combinatie met de oorspronkelijke off-circuit tapverandering kan het effectieve regelvenster meer flexibel naar boven of beneden worden verschoven om aan de werkelijke behoeften te voldoen en de uitvoercapaciteit van de hoofdtransformatie te verhogen. Het vereiste regelbereik kan op basis van de site-omstandigheden worden aangepast, waardoor deze oplossing geschikt is voor transformatoren van alle spanningniveaus. We hebben vier hoofdtransformatoren succesvol met deze methode geretrofit. Deze methode vereist echter extra ruimte voor één extra transformatie en iets complexere primaire bedrading. Overwegend de korte retrofitduur en kostenbesparingen blijft dit een economisch verstandige en redelijke oplossing.

3.2 "Backpack" Retrofit Methode

De "backpack" methode is een meer economische en praktische retrofitbenadering wanneer het bestaande bereik van de off-circuit tapverandering al voldoet aan de lokale spanningsfluctuatie-eisen. Het betreft het losmaken van de tapvoeringen van de oorspronkelijke off-circuit tapverandering, het verwijderen van de schakelaar en het installeren van een brugtype of lineaire onderbelastingschapelaar, met de oorspronkelijke tapvoeringen doorgeschakeld naar de nieuwe onderbelastingschapelaar.

Deze upgrade kan binnen één grote onderhoudscyclus worden voltooid. Kernwerkzaamheden (zoals het verwijderen van de tankdeksel of het tillen van de kern) nemen slechts één dag in beslag en kunnen worden gesynchroniseerd met routine-inspecties van de kern; de tank of behuizing wordt tegelijkertijd aangepast. De cruciale uitdaging is om de gehele upgrade binnen één dag te voltooien zonder de kern bloot te stellen aan vocht, omdat elke vertraging de stillstand zou verlengen en de kosten zou doen stijgen. 

Bovendien hebben originele transformatoren zelden specifieke kabelroutes voor dergelijke upgrades, dus moeten speciale maatregelen worden genomen om de juiste isolatieafstanden voor alle transformatortypen te waarborgen en om de toegankelijkheid voor toekomstig onderhoud te behouden (dat wil zeggen, het behoud van de oorspronkelijke procedures voor het tillen van de kap/kern). Wij hebben uitgebreid onderzoek gedaan naar deze methode, gespecialiseerde apparatuur ontwikkeld en een volledig, praktisch constructieplan opgesteld. Tot nu toe hebben we deze methode met succes toegepast op vijf transformatoren, waarbij we alle verwachte resultaten hebben bereikt - waarmee het wordt bevestigd als een economische en eenvoudige oplossing voor upgrades.

4. Voorzorgsmaatregelen voor belaste tappositieswitching-operaties

• Tapwijzigingen moeten stap voor stap worden uitgevoerd, met nauwlettende controle op tappositie, spanning en stroom. Na elke enkele-stap-aanpassing moet minstens 1 minuut worden gewacht voordat er overgeschakeld wordt naar de volgende stap.

• Voor enkelefasenbanken of driefasetransformatoren met fasegescheiden belaste tappositieswitchers is synchrone driedriefase-elektrische bediening vereist; individuele faserbediening is doorgaans verboden.

• Wanneer twee belaste tappositieswitchende transformatoren parallel werken:

• Tapwijzigingen zijn alleen toegestaan wanneer de belastingsstroom gelijk is aan of lager dan 85% van de nominale stroom van de transformer.

• Voer geen twee opeenvolgende tapwijzigingen uit op een enkele transformer; voltooi de aanpassing van één transformer voordat u de andere bedient.

• Na elke tapwijziging controleer de spanning en stroom om misoperaties en overbelasting te voorkomen.

• Tijdens spanning-verhogende operaties pas eerst de transformer met de lagere belastingsstroom aan, gevolgd door de transformer met de hogere belastingsstroom, om circulerende stromen tot een minimum te beperken. De omgekeerde volgorde geldt voor spanning-verlagende operaties.

• Nadat de operatie is voltooid, controleer de grootte en verdeling van de stroom tussen de twee parallel werkende transformatoren.

• Wanneer een belaste tappositieswitchende transformer parallel werkt met een niet-belaste (uitgeschakelde) tappositieswitchende transformer, moet de tappositie van de belaste eenheid zo dicht mogelijk bij die van de uitgeschakelde eenheid worden gehouden.

• Het maximum aantal toegestane tapwijzigingen per dag is als volgt:

• 30 keer voor 35 kV transformatoren,

• 20 keer voor 110 kV transformatoren,

• 10 keer voor 220 kV transformatoren.

• Voor elke tapwijziging moet worden gecontroleerd of het verschil tussen systeemspanning en de nominale spanning van de tap voldoet aan de regelgeving.

• Elke tapwijziging moet correct worden gedocumenteerd in het logboek voor belaste tappositieswitching zoals vereist.