Koje su propise i operativne prepreke za regulaciju napona na transformatorima sa mjenjanjem stupnjeva pod opterećenjem?

Регулација напона под оптерећењем је метод регулације напона који омогућава трансформатору да прилагоди излазни напон променом позиције гребена док ради под оптерећењем. Компоненте за пребацивање засноване на електроници имају предности као што су могућност честог укључивања/искључивања, рад без искрења и дуг век трајања, због чега су погодне за употребу као пребацивачи гребена под оптерећењем у дистрибутивним трансформаторима. У овом чланку прво се представљају правила рада за трансформаторе са пребацивањем гребена под оптерећењем, затим се објашњавају методе регулације напона, а на крају су наведене важне напомене о операцијама пребацивања гребена под оптерећењем. Наставите да читате са уредником за детаљне информације.

1. Правила рада за трансформаторе са пребацивањем гребена под оптерећењем

• При раду са трансформатором са пребацивањем гребена под оптерећењем, друга промена гребена не сме бити покренута пре него што се претходна промена гребена потпуно заврши. Током процеса морају се пажљиво надгледати измене напона, струје и других параметара.

• Свака операција промене гребена мора бити забележена у главном дневнику промена гребена трансформатора, укључујући време операције, позицију гребена и кумулативни број операција. Морају се водити и записи свих пуштања у рад/искључивања, испитивања, одржавања, недостатака и решавања кварова.

• Одржавање пребацивача гребена под оптерећењем мора се вршити у складу са спецификацијама произвођача. Уколико такве спецификације не постоје, могу се применити следећа упутства:

• Узорци уља из коморе пребацивача гребена треба тестирати након 6–12 месеци рада или након 2.000–4.000 операција пребацивања.

• За новоинсталиране пребациваче гребена, механизам прекидачи треба извадити за проверу након 1–2 године рада или након 5.000 операција. Даљи интервали провере могу се одредити на основу стварних услова рада.

• Изолационo уље у комори пребацивача гребена треба заменити након 5.000–10.000 операција или када напон прожимања уља падне испод 25 kV.

• За пребациваче гребена под оптерећењем који су дуго времена били неискоришћени или непомични, треба извршити пун циклус рада између највише и најниже позиције гребена сваки пут када се појави прилика за искључење напона.

2. Ситуације у којима је забрањено пребацивање гребена под оптерећењем:

• Када трансформатор ради у условима прекомерног оптерећења (осим у изузетним случајевима).

• Када се лаки гасни релеј уређаја за пребацивање гребена активира и да сигнализацију аларма.

• Када је диелектрична чврстоћа изолационог уља уређаја за пребацивање гребена незадовољавајућа или када показивач нивоа уља не приказује уље.

• Када је број промена гребена премашио предвиђену границу.

• Када дође до неправилности у раду уређаја за пребацивање гребена.

• Када оптерећење премаши 80% номиналне снаге, забрањена је операција пребацивача гребена под оптерећењем.

3. Методе регулације напона код трансформатора са пребацивањем гребена под оптерећењем

3.1 Метод модификације „Boots-On“

Метод „Boots-on“ подразумева отварање неутралне тачке трофазног намотаја високог напона главног трансформатора и уметање серијски повезаних регулационих намотаја компензационог трансформатора. Намотај ниског напона главног трансформатора повезан је паралелно са намотајем возбуде компензационог трансформатора како би се постигла регулација напона под оптерећењем. Овај метод се заснива на принципу суперпозиције напона: компензатор, преко пребацивача гребена под оптерећењем, одржава напон високонапонског намотаја главног трансформатора у оквиру његовог номиналног опсега.

У овој конфигурацији, компензатор подноси само напон неутралне тачке или напон N-тог гребена (нпр. 2×OU1), што захтева релативно низак ниво изолације. Када неутрална тачка трансформатора ради у условима чврсто уземљења, ниво изолације од 35 kV је довољан (ми дизајнирамо и производимо за 40 kV), иако се виши нивои могу применити на основу специфичних захтева у раду. Овај метод захтева само један додатни трансформатор за регулацију неутралне тачке, што резултује ниским трошковима модификације. Пољске измене које укључују извод неутралне тачке могу се завршити у току једног радног дана. Ако се интегрише са великим ремонтом трансформатора, практично не додаје никакво додатно време заустављања.

Овај метод је погодан када флуктуације напона премашују опсег који може постићи пребацивач гребена без оптерећења — то јест, чак и када је пребацивач гребена без оптерећења у својој највишој или најнижој позицији, напон и даље не испуњава стандарде. Наши трансформатори са пребацивањем гребена под оптерећењем на неутралној тачки обезбеђују широк опсег регулације ±12% U₁ₙ. Када се користе у комбинацији са оригиналним пребацивачем гребена без оптерећења, ефективни прозор регулације може се флексибилније померити нагоре или надоле како би задовољио стварне потребе и побољшао излазну снагу главног трансформатора. Захтевани опсег регулације може се прилагодити на основу услова на терену, чинећи ово решење прилагодљивим трансформаторима свих нивоа напона. Успешно смо модификовали четири главна трансформатора коришћењем овог приступа. Међутим, овај метод захтева додатан простор за један трансформатор и мало комплекснију примарну жицу. Ипак, с обзиром на кратко време модификације и уштеду трошкова, остаје економично исплативо и разумно решење.

3.2 Метод модификације „Backpack“

Метод „Backpack“ је економичнији и практичнији приступ модификацији када опсег постојећег пребацивача гребена без оптерећења већ задовољава захтеве за локалним флуктуацијама напона. Подразумева одспајање извода гребена са оригиналног пребацивача гребена без оптерећења, уклањање прекидачи и инсталацију мостног или линеарног пребацивача гребена под оптерећењем на његово место, при чему се оригинални изводи гребена преусмеравају на нови прекидач под оптерећењем.

Ovaj nadograđivanje se može završiti unutar jednog velikog ciklusa održavanja. Osnovni rad (kao što su uklanjanje poklopca rezervoara ili dizanje jezgre) traje samo jedan dan i može se sinkronizirati s redovnim inspekcijama jezgre; rezervoar ili kućište se istodobno modifikuje. Ključno izazovanje je da se sva nadogradnja završi unutar jednog dana bez izlaganja jezgre vlago, jer bi bilo koja odstupanja produžila prekid i povećala troškove. 

Dodatno, kako originalni transformatori rijetko sadrže posebne kanale za vodove za takve nadogradnje, potrebno je poduzeti posebne mjere kako bi se osigurala pravilna izolacija razmaka za sve vrste transformatora i održana lakoća budućeg održavanja (tj. očuvanje originalnih postupaka dizanja poklopa/jezgre). Proveli smo ekstenzivna istraživanja ovoj metodi, razvili specijalizirano opremu i utvrdili kompletan, praktičan plan građevinskih radova. 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 radove promjene stupnjeva pod opterećenjem

• Promjena stupnjeva mora se obavljati korak po korak, uz pažljivo praćenje položaja stupnjeva, napona i struja. Nakon svake pojedinačne prilagodbe, pričekajte najmanje 1 minut prije nastavka na sljedeći korak.

• Za jednofazne transformatorske grupe ili trofazne transformatore sa fazi-jedinstvenim promjenama stupnjeva pod opterećenjem, potrebno je sinkrono trofazno električno upravljanje; pojedinačno fazno upravljanje je općenito zabranjeno.

• Kada operiraju dva transformatora s promjenom stupnjeva pod opterećenjem u paraleli:

• Promjene stupnjeva su dopuštene samo kada je struja opterećenja na ili ispod 85% nominale transformatora.

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

• Nakon svake promjene stupnjeva, provjerite napon i struju kako biste sprečili pogrešnu operaciju i pretjerano opterećenje.

• Tijekom operacija povećanja napona, prvo prilagodite transformator s nižom strujom opterećenja, zatim onaj s višom strujom opterećenja, kako biste smanjili cirkulacione struje. Suprotni redoslijed vrijedi za operacije sniženja napona.

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

• Kada operira transformator s promjenom stupnjeva pod opterećenjem u paraleli s transformatorom bez opterećenja (bez-kontaktne promjene stupnjeva), položaj stupnjeva transformatora s promjenom treba biti što bliži položaju transformatora bez kontakta.

• Maksimalan broj dozvoljenih promjena stupnjeva 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 stupnjeva, verificirajte da razlika između sistema napona i nominativnog napona stupnja odgovara regulativnim zahtjevima.

• Svaki rad s promjenom stupnjeva mora biti pravilno dokumentiran u evidenciji radova promjene stupnjeva pod opterećenjem, kako je zahtijevano.