Операциите по превключване на маслени потопени трансформатори са рутинни, но изключително важни процедури в електроенергийната система. Като уважаван доставчик на маслени потопяеми трансформатори, бях свидетел от първа ръка на различните въздействия, които тези операции могат да имат върху трансформаторите и цялостната електрическа мрежа. В този блог ще разгледаме множеството аспекти на въздействието на превключвателните операции върху маслените трансформатори.
Електрически удар
Преходни пренапрежения
Едно от най-значимите електрически въздействия на операциите по превключване на маслени трансформатори е генерирането на преходни пренапрежения. Когато трансформаторът се включва или изключва, настъпва внезапна промяна в електрическата верига. Това може да доведе до създаване на високочестотни преходни пренапрежения. Тези пренапрежения могат да бъдат няколко пъти по-високи от нормалното работно напрежение.
Например, по време на захранването на маслен трансформатор, пусковият ток може да причини бързо покачване на напрежението в намотките. Големината на пусковия ток зависи от различни фактори като остатъчния поток в сърцевината, момента на превключване и импеданса на системата. Преходните пренапрежения с висок магнитуд могат да натоварят изолационната система на трансформатора. Изолацията в маслените трансформатори, която се състои от хартия и масло, е проектирана да издържа на определено ниво на напрежение. Прекомерните преходни пренапрежения могат да доведат до частични разряди в изолацията, което с течение на времето може да влоши работата на изолацията и в крайна сметка да причини повреда на изолацията.
Пускови токове
Пусковите токове са друга голяма електрическа последица от превключвателните операции. Когато потопен в масло трансформатор е под напрежение, през намотките може да протече голям пусков ток. Този пусков ток може да бъде до 10 - 20 пъти над номиналния ток на трансформатора. Големият пусков ток може да причини механично напрежение върху намотките на трансформатора. Електромагнитните сили, генерирани от пусковия ток, могат да доведат до деформация на намотката. Ако деформацията на намотката е сериозна, това може да повлияе на електрическите характеристики на трансформатора и дори да доведе до късо съединение между навивките.
Освен това, пусковите токове също могат да причинят проблеми в енергийната система. Те могат да причинят спадове на напрежението в системата, което може да засегне друго електрическо оборудване, свързано към същата мрежа. За индустриални приложения спадовете на напрежението могат да нарушат работата на чувствително оборудване като програмируеми логически контролери (PLC) и задвижвания с променлива честота (VFD).
Термично въздействие
Покачване на температурата
Операциите по превключване могат също да имат термично въздействие върху маслените трансформатори. По време на периода на пусковия ток високият ток, протичащ през намотките, генерира допълнителна топлина. Генерираната топлина е пропорционална на квадрата на тока. Въпреки че пусковият ток е преходно явление, краткотрайният висок ток може да причини значително повишаване на температурата в намотките.
Маслото в трансформатора играе решаваща роля за разсейването на топлината, генерирана в намотките. Въпреки това, ако пусковият ток е твърде голям или ако превключвателните операции са чести, маслото може да не е в състояние да разсее топлината ефективно. Това може да доведе до локално повишаване на температурата в намотките, което може да ускори стареенето на изолацията. Стареенето на изолацията е температурно зависим процес и по-високата температура може значително да намали живота на изолацията.
Разграждане на маслото
Топлината, генерирана по време на превключване, също може да повлияе на качеството на трансформаторното масло. Трансформаторното масло се използва не само за изолация, но и за охлаждане. Високите температури могат да доведат до окисляване и разлагане на маслото. Окисляването на маслото води до образуване на утайки и киселини. Утайката може да се натрупа в трансформатора, блокирайки каналите за поток на маслото и намалявайки ефективността на охлаждане. Киселините могат да корозират металните части вътре в трансформатора, като намотките и сърцевината.
Механично въздействие
Вибрации и шум
Операциите по превключване могат да причинят механични вибрации в маслените трансформатори. Пусковият ток и свързаните с него електромагнитни сили могат да накарат намотките и сърцевината да вибрират. Тези вибрации могат да генерират шум. Нивото на шума на трансформатора по време на превключване може да бъде значително по-високо от нормалното ниво на шум при работа.
Прекомерната вибрация може също да причини механично износване на компонентите на трансформатора. Вибрациите могат да разхлабят механичните връзки вътре в трансформатора, като например затягащите болтове на намотките и сърцевината. Разхлабените връзки могат да доведат до повишено електрическо съпротивление, което от своя страна може да причини локално нагряване и по-нататъшно разграждане на трансформатора.
Структурна цялост
Механичното напрежение, причинено от операциите по превключване, също може да повлияе на структурната цялост на резервоара на трансформатора. Внезапната промяна в електромагнитните сили по време на превключване може да създаде вълни на налягане вътре в пълния с масло резервоар. Тези вълни на налягане могат да упражнят напрежение върху стените на резервоара. Ако резервоарът не е проектиран да издържа на тези натоварвания, той може да развие пукнатини или течове. Напукан или изтичащ резервоар може да доведе до изтичане на масло, което е не само опасност за безопасността, но и загриженост за околната среда.
Въздействие върху електроенергийната система
Стабилност на системата
Операциите по превключване на маслени трансформатори могат да окажат влияние върху стабилността на електроенергийната система. Както бе споменато по-рано, пусковите токове могат да причинят спадове на напрежението в системата. Пропадането на напрежението може да повлияе на работата на други генератори и товари в системата. Ако спадът на напрежението е голям и продължи дълго време, това може да доведе до задействане на защитните релета, което може да причини каскада от прекъсвания в електроенергийната система.
Освен това преходните пренапрежения, генерирани по време на превключване, могат също да повлияят на работата на друго оборудване в електроенергийната система. Например, ограничителите на пренапрежения могат да се активират поради преходни пренапрежения с висока величина. Ако ограничителите на пренапрежение са претоварени, те може да се повредят, което може допълнително да компрометира защитата на енергийната система.
Смекчаващи мерки
За да се намалят отрицателните въздействия от превключвателните операции върху маслените трансформатори, могат да се предприемат няколко смекчаващи мерки. Един от често срещаните методи е използването на резистори за предварително вмъкване по време на захранването на трансформатора. Предварителните резистори могат да ограничат пусковия ток чрез постепенно увеличаване на напрежението, приложено към трансформатора. Това намалява напрежението върху намотките и изолацията.
Друга мярка е използването на технология за контролирано превключване. Контролираното превключване включва превключване на трансформатора в определен момент от формата на вълната на напрежението, за да се минимизират пусковият ток и преходните пренапрежения. Тази технология изисква сложни системи за управление, но може значително да подобри работата на трансформатора по време на превключващи операции.
Нашите предложения
Като доставчик на маслени трансформатори, ние предлагаме широка гама от висококачествени трансформатори, включително10 KV маслен - потопен разпределителен трансформатор,Маслен силов трансформатор, и35 KV маслен - потопен разпределителен трансформатор. Нашите трансформатори са проектирани да издържат на въздействието на превключвателните операции. Ние използваме модерни изолационни материали и производствени техники, за да гарантираме надеждността и издръжливостта на нашите продукти.
Ако сте на пазара за маслени трансформатори или имате някакви въпроси относно въздействието на превключвателните операции върху трансформаторите, препоръчваме ви да се свържете с нас за подробно обсъждане. Нашият екип от експерти е готов да ви предостави най-добрите решения за вашите енергийни нужди.
Референции
- Gross, G., & Humpage, A. (2007). Анализ и проектиране на електроенергийната система. Cengage Learning.
- Arrillaga, J., & Watson, NR (2001). Качество на електроенергийната система. Джон Уайли и синове.
- Кундур, П. (1994). Стабилност и управление на електроенергийната система. Макгроу - Хил.