Mobilie apakšstaciju transformatori: skaidrojums par nominālvērtībām, transportēšanas ierobežojumiem un reakciju uz vētraiem

Mobilie apakšstaciju transformatori: skaidrojums par nominālvērtībām, transportēšanas ierobežojumiem un reakciju uz vētraiem

 

Vēja vētra caur 138 kV stacijas teritoriju. Pārvades transformators, kura piegāde paredzēta četrpadsmit mēnešos. Pilsēta, kas darbojas uz dīzeļģeneratoriem. Kad šīs trīs lietas notiek vienā nedēļā, komunālo pakalpojumu plānotāji pārstāj meklēt lielāku transformatoru un sāk uzdot grūtāku jautājumu: ko mēs varam ievest un ieslēgt? Šo uzdevumu veic mobilā transformatora apakšstacija , un robežas, kas nosaka, vai tas darbosies, ļoti maz saistītas ar skaitli uz tā marķējuma plāksnītes.

Lielākā daļa no šīm robežām atrodas vietā, kur elektroinženieri parasti neapskata: autoceļā.

 

 

 

Kas patiesībā ir mobilais apakšstacijas transformators

 

IEEE Power & Energy Society tehniskā prezentācija par šo tēmu apraksta iekārtu tā, kā to dara lauka komandas — apakšstacija uz riteņiem. Vienā pievilkšanas vilcējā ievietots transformators kopā ar tā dzesēšanas iekārtām, augstsprieguma un zemsprieguma ķēžu aizsardzību, mērīšanas ierīcēm, releju aizsardzību, maiņstrāvas un līdzstrāvas palīgapgādes sistēmām un pārsprieguma aizsardzību — viss ir savienots, pārbaudīts un gatavs pieslēgšanai.

Pastāv divas konfigurācijas, un pircēji tās nepārtraukti sajauc. Pilnīga mobilā transformatora apakšstacija pakotne saglabā augstsprieguma pārslēgšanu uz tās pašas piekabes. Tikai mobilais transformators pārvadā tikai transformatoru, bet augstsprieguma aprīkojums atrodas otrā piekabē — šo maršrutu lielākā daļa projektu izvēlas tad, kad MVA vērtībai jāpaliek augstai, bet ceļa gabarīti nevar izturēt papildu aprīkojumu. Otrais risinājums nodrošina jaudu, tačau par to jāmaksā ar otro vilcēja izmantošanu un garāku uzstādīšanas laiku.

Neatkarīgi no konfigurācijas vienmēr parādās tie paši pieci bloki: augstsprieguma sekcija, transformators un tā dzesēšana, zemsprieguma sekcija, vadības un aizsardzības skapis ar palīgapgādi, kā arī piekabe, kas izstrādāta ap pirmajiem četriem blokiem.

 

Mobilā vienība ir ierobežota nevis pēc MVA, bet gan pēc svara

 

Šeit ir tā daļa, kuru vairums pircēju izlaiž. Mobilās apakšstacijas parasti ir aprēķinātas 60 MVA vai mazāk — nevis izolācijas ierobežojumu dēļ, bet gan ceļu ierobežojumu dēļ. IEEE PES materiāli tieši norāda cēloni: MVA un sprieguma kombinācijas ir ierobežotas transporta svara un izmēru dēļ.

ASV federālais likums noteic viena ass maksimālo svaru 20 000 lb, divu asu (tandēma) maksimālo svaru 34 000 lb un kopējo transportlīdzekļa svaru 80 000 lb Starpvalstu šoseju sistēmā, turklāt Tilta formula var šos skaitļus vēl vairāk samazināt atkarībā no asu attāluma. Šie noteikumi publicēti FHWA Tilta formulas svaru lapā . Tagad uzmontējiet 138 kV barošanas transformatoru uz piekabes un mēģiniet iekļauties šajās robežās. Transformators ir lielākais, smagākais un dārgākais elements šajā vienībā, tāpēc šīs klases piekabē montēts transformators sākas ar svara budžetu, nevis ar tinumu zīmējumu.

Augstums un platums arī ir būtiski. Standarta mobilās vienības platums ir aptuveni 8 pēdas 6 collas, bet augstums — 13 pēdas 6 collas. Ja šie rādītāji tiek pārsniegti, vienība tiek klasificēta kā pārmērīgi liela un smaga, un tādēļ nepieciešamas īpašas atļaujas — maršruta pārbaudes, eskorta mašīnas un ierobežoti braukšanas laiki. Tieši šo birokrātisko slogu komunālais uzņēmums cenšas izvairīties ārkārtas elektroenerģijas atjaunošanas laikā. ārkārtas elektroenerģijas atjaunošanas laikā .

 

Parametrs	Tradicionālā transformatora apakšstacija	Mobilā transformatora apakšstacija
Jaudas diapazons	833 kVA vienfāzis un vairāk	Parasti 60 MVA vai mazāk, transporta ierobežojumu dēļ
Nosakotais ierobežojums	Izolācija, termiskā slodze un īssavienojuma slodze	Asu slodze, kopējā transportlīdzekļa masa, ceļa gabarīti
Procentuālā pretestība	ANSI/IEEE standarta vērtības	Parasti aptuveni 2 reizes lielākas par standarta vērtībām
Dzesēšana	ONAN vai ONAF, statiski	ODAF, sūkņi un ventilatori ieslēgti kopā ar ierīci
Vijumu temperatūras pieaugums	55 °C vai 65 °C parasti	95 °C ar hibrido Nomex izolāciju, lai samazinātu svaru
Bušings	Standarta augstums, gaisā vai eļļā	Apakšā novietots; polimērs, kur svars ir būtisks
Zaudējumi un troksnis	Novērtēts un optimizēts	Parasti nevērtēti zaudējumi; NEMA standarta troksnis
Augtsprieguma pārslēgšana	Fiksēta teritorijas struktūra	Tas pats piekabes vai otrā piekabe ar augstu MVA

 

 

Pieci tehniskie izvēles punkti, kas nosaka, vai ierīce darbojas

 

Standarts, ko vairums pircēju citē šķidruma iemērktām spēka transformatorām, IEEE C57.12.10, skaidri izslēdz mobilo transformatoru darbības jomu, jo IEEE standartu lapa tas norāda. Tāpēc mobila specifikācija nevar pārmantot fiksētas transformatora stacijas vienības konstruēšanas pieņēmumus. Piecas izvēles nes vislielāko risku.

• Pretestība. Mobilās vienības parasti darbojas ar aptuveni divreiz lielāku ANSI standarta procentuālo pretestību pie tāda paša nominālā jaudas parametra, kas ietekmē sprieguma regulēšanu un slodzes sadali, ja vienība ir pieslēgta paralēli esošajam transformatoram.
• Atdzisšana. ODAF – ar sūkņiem un ventilatoriem, kas ieslēdzas vienlaicīgi ar transformatoru. Bez dzesētāju darbības vienība vispār nevar pārvadāt slodzi. Redundantā konstrukcija: ja viens sūknis nav darbībā, pareizi izveidots dzesētāju bloks joprojām var ilgstoši pārvadāt aptuveni 70 % no nominālās slodzes.
• Temperatūras paaugstināšanās. 95 °C apvijumu temperatūras paaugstinājums ar uzlabotu hibrido Nomex izolācijas sistēmu ļauj samazināt svaru un izmērus, nezaudējot paredzamo kalpošanas laiku.
• Izolācijas līmenis. Augstsprieguma BIL samazināšana ir viena no efektīvākajām svara samazināšanas iespējām. Zemsprieguma BIL parasti tiek uzturēts pilnā līmenī – līdz pat 25 kV un 150 kV BIL.
• Sprieguma regulēšana. LV puses slodzes regulēšana ar tapu maiņu, parasti plus vai mīnus 10 % plus vai mīnus 16 soļos. Vairākas LV sprieguma vērtības izskatās elastīgas papīrā, līdz brīdim, kad LTC nepieciešams sērijas transformators, lai aptvertu abas iespējas — un šis sērijas transformators atkal pievieno svaru un izmērus pie vilcēja.

Šis modelis atkārtojas. Katra izvēle, kas pievieno elektrisko elastīgumu, izmaksā kilogramus, bet kilogrami ir vienīgais budžets, kuram noteikts juridiski noteikts augšējais limits. Projektējumi, kas ignorē šo faktoru, beidzas kā divu vilcēju projektu risinājumi, neatkarīgi no tā, vai iegādātājs to bija plānojis vai nē. To pašu fiziku dokumentē IEEE PES mobilās transformatora stacijas prezentācija , kurā detalizēti aplūkoti reāli 40 MVA un 45 MVA vienību piemēri un to svara kompromisi.

 

Vietas, kur mobilā vienība pelna savu eksistenci

 

Vētra un upju pārapstrādes reakcija — ārkārtas elektroenerģijas atjaunošanas laikā valodā, kuru lieto vairumā komunālo pakalpojumu iegādes dokumentos, — ir lietojuma gadījums, kas iekšēji pārdod šo jēdzienu. Plānotie darbi ir klusāks atmaksa: vienība, kas apiet transformatoru apkopju laikā, ļauj saglabāt patērētāju elektroapgādi darbu veikšanas laikā, tādējādi novēršot politisko izmaksu, ko rada plānota pārtraukuma izraisītais elektroapgādes traucējums.

• Transformatora apiešana plānotas apkopas, pārbaudes vai testēšanas programmās
• Ārkārtas aizvietošana pēc transformatora vai slēdžu iekārtu bojājuma
• Pagaidu jauda, kamēr tiek projektēta un būvēta pastāvīga transformatora pazemes stacija
• Pārslodzes pakalpojumi sezonālās maksimālās slodzēs vai rūpnīcas nodošanā ekspluatācijā
• Pirmās pakāpes elektroapgāde izolētās teritorijās un attālās būvlaukumos
• Rezerves risinājums zemestrīces, upes pārapgāzes vai konfliktu riska dēļ, kad apdraudēta fiksētā infrastruktūra
• Augstsprieguma pārvades līniju atsalšana ļoti aukstās reģionos

Komerciālā loģika nav sarežģīta. A mobilā transformatora apakšstacija viens, kas stāv neizmantots 11 mēnešus un atjauno pakalpojumu vienā dienā, jau ir atmaksājies, jo alternatīva ir jauna transformatora pazemes stacija, kuras būvniecība ilgst gadiem.

 

Lauka detalizācija, ko vairums pircēju uzzina par vēlu

 

Komunālās pakalpojumu organizācija Ziemeļu jūras piekrastē lūdza mūs sniegt piedāvājumu 138 kV vienībai uz viena piekabes. Specifikācija bija trīsdesmit lappuses gara un minēja šoseju tikai vienu reizi. Mūsu dizaina komandas pirmais solis nebija kodola izvēle — tas bija transporta slodzes aprēķināšana. Svara sadale nosaka, kur transformators atrodas uz klāja, un šis lēmums ierobežo katru turpmāko zīmējumu.

Šī saruna pārkārtoja visu projektu. Ass skaits un asu attālums tika iekļauti zīmējumā pirms tinumiem. Piekabes dizains beidzās ar vadāmām asīm, gaisa balstīšanas suspensiju un hidraulisko izlīdzināšanu, kā arī ar bloķētājblokiem, lai vienība paliktu vietā, kad vilcējs tiek atvienots. Klienta vilcējs kļuva arī par mūsu darba apjomu, jo piekabe un vilcējs kopā ir jāatbilst šosejas noteikumiem valstīs un apgabalos, kur vienība tiks ekspluatēta.

Tagad katrā mobilajā piedāvājumā, ko mēs sagatavojam, ir atvērtas trīs jautājumu pozīcijas. Kāds ir galvenais spriegums un MVA, ko vienībai jāiztur? Pa kuriem štatiem un maršrutiem tā brauks un kam pieder vilcējs? Un cik zemsprieguma līmeņu vietnei patiešām nepieciešams — jo katrs papildu līmenis var prasīt seriju transformatora uzstādīšanu uz platformas?

 

 

 

Kā Ryan Electric pieejas mobilajiem projektiem

 

Ryan Electric ražo transformatorus kopš 2007. gada un kopš 2023. gada darbojas kā Eaton oficiālais kopuzņēmuma partneris. Rūpnīca aizņem 120 000 kvadrātmetrus, tai ir vairāk nekā 180 ražošanas un testēšanas iekārtu komplekti un 37 patentu reģistrācijas, un mēs ražojam gan šķidruma iemērktus, gan sausos transformatorus. Tas pats svars balstītais loģikas princips redzams arī mūsu Ziemeļamerikas padmontēts transformators līnijā, kur daži simti kilogramu izlemj, vai dizains tiek nosūtīts standarta veidā vai vietēji nepieciešama kravas celtnis. Sertifikāciju klāsts ietver UL, CSA, IEEE, DEKRA, CNAS un CE, un katrs izstrādājums tiek piegādāts ar rutīnas testu datiem — attiecības, tinumu pretestība, impedance, tukšgaitas zudumi, slodzes zudumi un dielektriskie testi.

Mobilajos darbās mūsu inženieri sāk no transporta apvalka un virzās iekšup: transportlīdzekļa svars, ass attālumi, ceļa ierobežojumi, pēc tam elektriskie parametri. Ja jūsu maršruts neļauj izmantot vienu piekabi, mēs vēlamies to jums pateikt pirms piedāvājam parametrus, ko jūs likumīgi nevarat pārvietot. A piekabē montēts transformators nav standarta vienība, ko uzliek uz plakana vilcēja; piekabe un transformators ir izstrādāti kopā, sākot no pirmās zīmējuma kontūras. Tas pats disciplinētais pieejas veids tiek piemērots arī padmontēts transformators izgatavotai konkrētai korpusa, brīvās vietas un šahtas normai.

 

Plānošana pirms nākamās vētras sezonas

 

Mobilās vienības pasūta komunālie pakalpojumu sniedzēji, kuriem jau ir bijusi slikta nedēļa, un piegādes laiks neļauj gaidīt, līdz vētra nonāk. Ja jūs novērtējat vienu no šīm vienībām, nosūtiet mums galvenos un sekundāros spriegumus, MVA jaudu, ko jums jāpārvadā, zemsprieguma konfigurāciju un valstis, kurās vienība tiks pārvietota. Mēs atbildēsim ar svara budžetu, piekabes izkārtojumu un testēšanas dokumentāciju, ko varat nodot savām pašu elektrotīkla plānošanas komandām. Mūsu spēka transformatoru komanda var sasniegt caur mūsu kontaktu lapu .

Par autoru: Šo rakstu sagatavoja inženieru komanda uzņēmumā Ryan Electric, kas ir Eaton kopuzņēmuma partneris un UL/CSA sertificēts transformatoru ražotājs Dzjansu provincē, Ķīnā, un kurš pakalpo komunālo pakalpojumu, datu centru un rūpnieciskos klientus visā Ziemeļamerikā, Vidusrietumu reģionā, Dienvidaustrumāzijā un Āfrikā.