Transformatorių įtampų reguliatoriai paaiškinti: OLTC prieš išjungtus grandinės reguliatorius ir kaip nustatyti tinkamą įtampų reguliavimo diapazoną

Transformatorių įtampų reguliatoriai paaiškinti: OLTC prieš išjungtus grandinės reguliatorius ir kaip nustatyti tinkamą įtampų reguliavimo diapazoną

Praeitą kovą techninės priežiūros vadovas viename Pietų Vietnamo paukštininkystės perdirbimo gamykloje mums nusiuntė nuotrauką su įtampos reguliavimo lentelės techninės charakteristikos lentelės nuotrauka. Įrenginio rodmenys buvo ±2 × 2,5 % . Jo įeinamasis maitinimas ryte veikė 96 % nominalinės įtampos, o vidurdienį jis pasiekė 104 %, o to paties metų būtavo keisti du kompresorių paleidikliai. Jo klausimas buvo pagrįstas: ar transformatorių galima tiesiog iš naujo sureguliuoti, kad ši problema būtų išspręsta? Atviras atsakymas užtruko apie keturias minutes. Tas įrenginys turėjo išorinį įtampos reguliatorių su penkiais padėčių variantais, apimantis 10 % apvijos, todėl jo reguliavimas reiškė suplanuotą nutraukimą, specializuotos alyvos tvarkymo brigados pritraukimą ir naują apkrovos tyrimą – viskas tik tam, kad būtų pasiektas 2,5 % įtampos padidinimas, kurį maitinimo linija per savaitę vėl „suvalgytų“.

Būtent dėl šios pokalbio mes ir toliau rašome apie šį vieną komponentą. Šis transformatoriaus įtampos reguliatorius yra mažiausiai patrauklus vieneto elementas ir dažniausiai nulemia, ar projektas baigsis įtampų problema, techninės priežiūros problema ar abi kartu.

 

Ką iš tikrųjų daro transformatoriaus įtampos reguliatorius

Atransformatoriaus įtampos reguliatorius nekuria įtampos. Jis keičia aktyvių vijų skaičių apvijoje, o vijų santykis atlieka likusiąją dalį. Daugumoje skirstomųjų ir galios transformatorių įtampų reguliatoriai yra sumontuoti aukštosios įtampos apvijoje, nes ten srovė mažesnė ir įtampų reguliatoriaus laidai lengviau išvedami aplink šerdį.

Štai kas dažniausiai praleidžiama daugumos pirkėjų: įtampų reguliatoriaus padėtys skaičiuojamos vijomis, ne voltais. Pridėjus aukštosios įtampos vijų voltų vienai vijai reikšmė šerdyje sumažėja, todėl sumažėja magnetinės indukcijos tankis ir tuščiosios eigos nuostoliai – tačiau sumažėja ir antrinės įtampos reikšmė. Pašalinus aukštosios įtampos vijas gaunama didesnė antrinė įtampa, didesnis magnetinės indukcijos tankis, didesni tuščiosios eigos nuostoliai ir karštesnė šerdies temperatūra. Reguliavimo diapazonas yra kompromisas, o ne nemokama funkcija.

Žingsnio dydis padaro šį kompromisą matomą. Skirstomasis transformatorius paprastai tiekiamas su ±2 × 2,5 % nepraeinamos grandinės tipo – penkios padėtys, iš viso 10 %. Perdavimo klasės vienetai veikia perjungiklis apkrovoje paprastai yra ±8 × 1,25 % ar ±10 %, 16 žingsnių , kas suteikia valdikliui pakankamai raiškos, kad sektų kasdieninę apkrovos kreivę be peržengimo.

 

OLTC prieš nepraeinamos grandinės jungiklį: sprendimas, kuris nustato jūsų techninės priežiūros sąskaitą

- Ne. neveikiantis įtampos reguliatorius – taip pat vadinamas išjungtu jungikliu (DETC) – gali būti judinamas tik izoliavus transformatorių. Jo viduje niekas nepertraukia srovės, todėl čia nėra lankų kontaktų, variklinio pavaro ir alyvos užteršimo problemos. Skirstomajame transformatoriuje jis įprastai naudojamas du ar tris kartus per visą tarnavimo laiką: paleidimo metu, kai tiekimo įmonė perkonfigūruoja maitinimo liniją ir kai kas nors išveda įrenginį iš eksploatacijos.

- Ne. perjungiklis apkrovoje (OLTC) veikia priešingai. Jis keičia perjungimo padėtis, kai įrenginys yra apkrautas, todėl kiekvieną kartą, kai jis juda, perjungimo jungiklis turi nutraukti srovę ir užgesinti lanką. Šis lankas susidaro alyvoje ir palieka anglies nuosėdų, o tai sukelia kontaktų nusidėvėjimą, alyvos blogėjimą ir variklio varomosios dalies techninę priežiūrą – viskas dėl vieno konstrukcinio sprendimo.

	Išjungtoje grandinėje veikiantis perjungiklis (DETC)	Veikiantis apkrova perjungiklis (OLTC)
Veikimas	Tik išjungus maitinimą	Po apkrova, perjungimo jungikliu
Tipiškas diapazonas	±2 × 2,5 % (5 padėtys)	±8 × 1,25 % arba ±10 % per 16 žingsnių
Lanko nutraukimas	Nei vieno	Variklio arba reaktoriaus perėjimas, alyvoje ar vakuumoje
Reguliarus priežiūra	Esminiai trūkumai praktiškai neegzistuoja	Kontaktų ir alyvos patikrinimas pagal veiksmų skaičių
Kaina ir vietos užimtumas	Žemi	Žymiai didesnis
Tinkamas taikymas	Sezoninis ar vienkartinis įtampos leidžiamasis nuokrypis	Dieninis, apkrova nulemtas įtampos kitimas

Abu tipai apima tie patys du standartai: IEEE C57.131-2024 , IEEE standartinės našumo reikalavimų ir bandymo metodų tap-changeriams specifikacija, ir IEC 60214-1:2014 , kuris taikomas tiek rezistorinio, tiek reaktorinio tipo apkrovos metu reguliuojamiems tap-changeriams, taip pat išjungtiems tap-changeriams ir jų varikliniams valdymo mechanizmams. Taikymo rekomendacijos pateiktos IEC/IEEE 60214-2 dokumente, todėl verta perskaityti šį dokumentą prieš sudarant tap lentelę techninėje specifikacijoje.

Praktinė taisyklė, kurią pirkėjams pateikiame: jei įtampos nuokrypis yra sezoninis, sąlygotas energijos tiekėjo metinio reguliavimo planų arba vienkartiniu būdu kompensuojamas projektavimo etape, nurodykite „ neveikiantis įtampos reguliatorius “ ir išleiskite pinigus kitur. Jei įtampa kinta kartu su jūsų apkrova – smulkintuvais, didelių variklių paleidimais, lankinėmis krosnimis, elektromobilių stotimis – reikia „ perjungiklis apkrovoje “, o taip pat reikia numatyti jo techninės priežiūros biudžetą.

 

Kaip nurodyti reguliavimo diapazoną, nekurdant paslėptų nuostolių

Reguliavimo lentelė – tai ne tik įtampos nustatymas. Ji nustato apvijų konfigūraciją, impedanso kreivę ir temperatūros kilimo režimą, o būtent šis paskutinis punktas yra tas, kur garantijos tyliai sugenda.

Temperatūros pakilimą reikia įrodyti esant toje jungties padėtyje, kuri sukelia didžiausias nuostolas. Žemėjantiesiems transformatoriams tai paprastai yra kraštinė jungties padėtis su mažiausiu aukštųjų įtampų vijų skaičiumi – padėtis, kurioje maksimali yra magnetinės indukcijos tankis, tuščiosios eigos nuostolius ir šerdies temperatūra. Jei specifikacija reikalauja temperatūros pakilimo nustatymo nominaliojoje jungties padėtyje, o gamykla tikrina tik nominaliąją padėtį, pirkėjas gauna garantiją, kuri neapima faktinės eksploatacijos taško, kuris bus naudojamas vietovėje.

Impedansas elgiasi taip pat. Reguliavimo diapazonas keičia aukštųjų įtampų apvijos fizinę geometriją, todėl procentinė impedanso reikšmė svyruoja skirtingose jungties padėtyse. Šis svyravimas svarbus jungiant transformatorius lygiagrečiai: du vienetai, kurių pavadinimo lentelėse nurodytos vienodos impedanso reikšmės nominaliojoje padėtyje, gali vis tiek cirkuliuoti srovę esant kraštinėms jungties padėtims.

Dar vienas specifikacijos detalės aspektas vertas žinoti – tai taikymo srities apibrėžimas, o ne spraga. Jungtinių Valstijų energijos departamento skirstomųjų transformatorių standartai taikomi vienetams su įėjimo įtampa 34,5 kV arba mažesne, išėjimo įtampa 600 V arba mažesne ir 60 Hz dažnio nominaliuoju režimu – ir apibrėžtis aiškiai išsklaido transformatorių su reguliavimo diapazonas 20 procentų ar daugiau. Jei specifikacija patenka į šią ribą dėl tikrosios taikymo priežasties, patvirtinkite su gamintoju, kuris atitikties režimas taikomas, o ne darant prielaidas.

 

 

Varža, reaktorius ir vakuumas: kur iš tikrųjų susidaro nusidėvėjimas

The transformatoriaus įtampos reguliatorius šiandien parduodama įranga yra trijų praktinių rūšių ir ji nusidėvi skirtingai.

Reaktoriaus tipo vienetas naudoja perėjimo reaktorių, kad apribo­tų srovę per jungiklio padėčių keitimą. Jis mechaniskai paprastas ir pigesnis, bet reaktorius nuolat praleidžia srovę, todėl kyla nuostolių ir šilumos, o perjungimo jungiklis visą lankinimą vykdo pagrindiniame alyvoje.

Varžos tipo vienetas įterpia perėjimo varžą tik kelias šimtąsias sekundės per tiltelio žingsnį. Lankinės energijos kiekis mažesnis, padėčių keitimas greitesnis, ir šis dizainas dominuoja šiuolaikinėje elektros transformatorių praktikoje.

Vakuumo tipo jungiklis perkelta lanką į hermetiškai užsandarintus vakuumo indus. Perjungimo skyriaus alyvoje susidaro žymiai mažiau anglies, todėl alyvos kokybė ir tirpusių dujų tyrimo intervalai pratęsiami – tačiau mechaninė jungtis, variklinis pavara ir kontaktai vis tiek dėvi, o eksploatacijos skaitiklis vis dar nustato techninės priežiūros grafiką.

Būklės stebėjimui šis komponentas turi savo unikalų požymį. Lankinimas gamina acetileną (C₂H₂), kuris pasirodo perjungimo jungiklio alyvoje daug anksčiau nei pagrindinės bakų alyvos būklė pradeda atrodyti netinkama. Tai viena iš priežasčių mūsų būklės stebėjimo darbų kiekvieno išsiunčiamo įrenginio perjungimo jungiklio skyrius tiriamas atskirai nuo pagrindinio bakų skyriaus.

 

Lygiagretinimas, valdymas ir įprastiniai paleidimo metu daromi klaidingi veiksmai

Lygiagretus jungimas – tai vieta, kurioje įtampos reguliatoriai tyliai sukelia problemas. Du lygiagrečiai prijungti įrenginiai turi būti tame pačiame įtampos reguliavimo padėtyje; priešingu atveju įtampų skirtumas tarp jų sukuria cirkuliuojančiąją srovę per abiejų įrenginių apvijas. Paprastai naudojamos dvi valdymo schemos: „vadovaujamojo–sekėjo“ principas, kai vienas įrenginys nustato režimą, o kiti jam sekia, ir neigiamosios reaktancijos metodas, kai kiekvienas valdiklis atskirai reaguoja į cirkuliuojančiąją srovę. Abi schemos veikia, tačiau abi reikalauja techninės paleidimo paruošties, o ne tik dokumentų parengimo.

Sąrašas, kurį pateikiame statybos aikštelės komandoms, apima penkis punktus: tikrinimą per visus įtampos reguliavimo padėčių pozicijas, patikrinimą, ar padėties indikatorius atitinka faktinę įtampos reguliavimo poziciją, ribos jungiklių veikimą abiejuose kraštutiniuose taškuose, variklio varomosios dalies sukimosi krypties patikrinimą ir automatinio įtampos relės nustatymų tikrinimą.

Dažniausiai neteisingai nustatomas mirtingasis intervalas. Jei jis pernelyg siauras, įtampos reguliatorius pradeda „medžioti“ – aukštyn, žemyn, aukštyn, žemyn – ir kiekvienas toks judėjimas sumažina kontaktų tarnavimo laiką. Paprastas pradinis taškas skirstomiesiems transformatoriams yra mirtingasis intervalas ±1–1,5 % su laiko delsa dešimtis sekundžių.

 

 

Ką gaminame ir tikriname „Ryan Electric“

„Ryan Electric“ gamina transformatorius nuo 2007 m. iš 120 000 m² gamybos komplekso, kurioje yra daugiau kaip 180 gamybos ir bandymų įrangos rinkinių bei 37 patentai; nuo 2023 m. mes esame „Eaton“ bendrojoje įmonėje. Skystuoju aušinamieji ir žemėje montuojamieji transformatoriai tiekiami su DETC arba OLTC konfigūracijomis, priklausomai nuo naudojimo paskirties, o liejamosios džiovintosios tipo transformatoriai paprastai tiekiami be įtampos reguliatoriaus – apvijos yra nejudamos, o įtampos reguliavimas atliekamas aukščiau esančioje grandinėje.

Kiekvienas vienetas su reguliavimo įtaisu atlieka įprastinius bandymus, kurie retai būna įtraukti į pasiūlymą: apsukų santykio matavimą kiekviename reguliavimo padėtyje, reguliavimo sekos patikrinimą, variklio valdymo veikimą su indikatoriaus patikrinimu prieš faktinę reguliavimo padėtį ir temperatūros kilimo demonstravimą pagrindinėje reguliavimo padėtyje, o ne nominaliojoje. Kanados ir JAV projektams tie patys vienetai turi UL ir CSA sertifikatus, kuriuos patvirtina trečioji šalis, o ne mūsų paties kokybės kontrolės skyrius.

 

Teisingo reguliavimo lentelės parengimas prieš užsakymą

Jei yra vienas dokumentas, kurio reikia paprašyti pateikiant transformatoriaus RFQ, tai yra reguliavimo lentelė: kiekviena padėtis, įtampa kiekvienoje padėtyje ir reguliavimo padėtis, kurioje garantuojamas temperatūros kilimas ir impedansas. Paprašykite jos kartu su plokštelės duomenų skaitymo vadovu kurį naudos vietos komanda priimančiosios inspekcijos metu, taip pat – realistiško pristatymo termino OLTC įrengtu vienetui , nes variklių valdymo įtaisai ir perjungimo jungikliai yra tie komponentai, kurie labiausiai paveikti esamos tiekimo grandinės.

Pateikite mums maitinimo įtampos profilį, apkrovos tipą ir tiekėjo reguliavimo planą, o mūsų inžinieriai pateiks rekomendaciją – DETC, OLTC arba pastoviosios apvijos variantą – kartu su reguliavimo lentele, nuostolių dydžiais kiekviename kraštutiniame taške ir techninės priežiūros tikėtinais reikalavimais. Tai trumpa diskusija, kuri kainuoja mažiau nei kompresoriaus paleidiklis. transformatoriaus įtampos reguliatorius šį straipsnį parašė Ryan Electric inžinerijos komanda (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.), transformatorių gamintoja, įkurta 2007 metais ir nuo 2023 metų – Eaton bendradarbiavimo partnerė. Mūsų inžinieriai remia projektus, atitinkančius UL, CSA ir IEEE standartus Šiaurės Amerikoje, Pietryčių Azijoje, Vidurio Rytuose ir Afrikoje, o mūsų bandymų laboratorija veikia pagal CNAS akreditaciją. Norėdami pasirinkti reguliavimo jungiklį, peržiūrėti reguliavimo lentelę ar gauti pasiūlymą, susisiekite su mūsų inžinerine tarnyba.

Apie autorių: This article was written by the engineering team at Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.), a transformer manufacturer founded in 2007 and an Eaton joint venture partner since 2023. Our engineers support UL-, CSA- and IEEE-compliant projects across North America, Southeast Asia, the Middle East and Africa, and our test laboratory operates under CNAS accreditation. For tap changer selection, tap table review or a quotation, contact our engineering desk.