Transformatoru tapmaiņas ierīču skaidrojums: OLTC pret ārējo slēgumu un kā norādīt pareizo tapdiapazonu

Transformatoru tapmaiņas ierīču skaidrojums: OLTC pret ārējo slēgumu un kā norādīt pareizo tapdiapazonu

Pagājušā marta beigās tehniskās apkopes vadītājs no putnu apstrādes rūpnīcas Dienvidvjetnamā nosūtīja mums fotoattēlu ar vāka plāksnītes uzrakstu. Uz ierīces bija norādīts ±2 × 2,5 % . Viņa ieejas barošanas līnija darbojās 96 % no nominālvērtības rītā un 104 % vidusdienlaikā, un šogad divas kompresoru startierīkām bija nomainītas divreiz. Viņa jautājums bija pamatots: vai transformatoru vienkārši varētu pārslēgt citā sprieguma pakāpē, lai novērstu problēmu? Patiesā atbilde aizņēma aptuveni četrus minūtes. Šai ierīcei bija ārējs tap changer ar piecām pozīcijām, kas aptvēra 10 % no tinuma, un tā pārslēgšana nozīmēja plānotu izslēgšanu, eļļas apstrādes komandu un jaunu slodzes pētījumu — viss tikai, lai iegūtu 2,5 %, ko barošanas līnija atkal zaudētu nedēļas laikā.

Šī saruna ir iemesls, kāpēc mēs turpinām rakstīt par šo vienu komponentu. transformatora tap changeris ir vismazāk ievērojamā daļa ierīcē un tā, kas visbiežāk izlemj, vai projektā rodas sprieguma problēmas, apkopes problēmas vai abas reizē.

 

Ko patiesībā dara transformatora tapu pārslēdzējs

Atransformatora tap changeris neveido spriegumu. Tas maina aktīvo vijumu skaitu tinumā, un vijumu attiecība veic pārējo. Vairumā sadalības un enerģijas transformatoru tapas atrodas augstsprieguma tinumā, jo tur strāva ir zemāka un tapu vadus vieglāk novietot ap serdi.

Šeit ir tas, ko lielākā daļa pircēju neievēro: tapas tiek skaitītas vijumos, nevis voltos. Ja pievieno augstsprieguma vijumus, tad volti uz vienu vijumu serdē samazinās, tāpēc samazinās magnētiskās plūsmas blīvums un tukšgaitas zudumi — bet arī sekundārā sprieguma līmenis samazinās. Ja noņem augstsprieguma vijumus, sekundārajā spriegumā iegūst vairāk voltu, palielinās magnētiskās plūsmas blīvums, palielinās tukšgaitas zudumi un siltāka kļūst serde. Atzarojuma diapazons ir kompromiss, nevis bezmaksas funkcija.

Solījuma izmērs padara šo kompromisu redzamu. Sadalības tipa vienību parasti piegādā ar ±2 × 2,5 % atvienota tipa pārslēdzēju — piecas pozīcijas, kopā 10%. Pārvades klases vienībām, kas darbojas ar pieslēguma regulētājs slodzes apstākļos parasti izmanto ±8 × 1,25 % vai +/-10% 16 solīs , kas nodrošina vadības ierīcei pietiekamu precizitāti, lai sekotu diennakts slodzes līknei, nepārsniedzot mērķvērtības.

 

OLTC pretējā virziena regulētājs (Off-Circuit Tap Changer): Izvēle, kas nosaka jūsu apkopju izmaksas

Divi ārējais tapu pārslēdzējs — arī saukts par de-enerģizētu regulētāju (DETC) — var tikt pārvietots tikai tad, kad transformators ir atvienots no tīkla. Nekas neattrauc strāvu tajā, tāpēc tur nav loka kontaktu, nav elektromotora piedziņas un nav eļļas piesārņojuma problēmas. Sadalīšanas transformatorā to lieto divas vai trīs reizes visā tā kalpošanas laikā: ievadīšanas laikā ekspluatācijā, kad elektroenerģijas uzņēmums pārkonfigurē barošanas līniju un kad kāds transformatoru noņem no ekspluatācijas.

Divi pieslēguma regulētājs slodzes apstākļos oLTC (On-Load Tap Changer) dara pretējo. Tas maina regulētāja pozīcijas, kamēr transformators ir slodzē, tāpēc sadalītāja slēdzis katru reizi, kad tas pārvietojas, ir jāpārtrauc strāva un jāizslēdz loks. Šis loks veidojas eļļā un atstāj oglekļa nogulsnes; tā rezultātā rodas kontaktu nodilums, eļļas kvalitātes pasliktināšanās un elektromotora piedziņas apkope — visas šīs problēmas izriet no viena vienīga konstruktīva lēmuma.

	De-enerģizēts regulētājs (DETC)	Slodzē darbojošs regulētājs (OLTC)
Darbība	Tikai bezstrāvas stāvoklī	Slodzē, sadalītāja slēdzī
Tipisks diapazons	±2 × 2,5 % (5 pozīcijas)	±8 × 1,25 % vai ±10 % 16 soļos
Loka pārtraukšana	Nav	Pretpinuma vai reaktora pāreja eļļā vai vakuumā
Regulārs uzturēšanas process	Gandrīz nekas	Kontaktu un eļļas pārbaude pēc darbības skaita
Izmaksas un vietas aizņemšana	Zemi	Ievērojami augstāka
Pareiza lietojuma izvēle	Sezonāla vai vienreizēja sprieguma atļauja	Ikdiennākā, slodzei atkarīgā sprieguma svārstība

Abus veidus reglamentē vienas un tās pašas divas standartu dokumentu grupas: IEEE C57.131-2024 , IEEE standarta ekspluatācijas prasības un testēšanas metodes pakāpju pārslēgiem, un IEC 60214-1:2014 , kas attiecas uz slodzes laikā regulējamām tap maiņas ierīcēm gan pretestības, gan reaktora tipa, kā arī uz bezslodzes tap maiņas ierīcēm un to elektrodzinējiem. Lietošanas norādījumi ir izklāstīti IEC/IEEE 60214-2 standartā, un to vērts izlasīt pirms tap tabulas iekļaušanas specifikācijā.

Praktiskā noteikuma, ko mēs sniedzam pircējiem: ja sprieguma svārstības ir sezonālas, izraisītas sabiedriskās elektroenerģijas piegādātāja gadā veiktā tap plāna vai vienreiz absorbētas projektēšanas posmā, norādiet ārējais tapu pārslēdzējs un iztērējiet naudu citur. Ja tā mainās kopā ar jūsu slodzi — drupinātājiem, lielu motoru palaišanai, loka krāsnīm, EV depo — jums nepieciešams pieslēguma regulētājs slodzes apstākļos , un jums jāparedz budžets tā apkopē.

 

Kā norādīt tap diapazonu, neizveidojot slēptas zudumu vietas

Tap tabula nav tikai sprieguma norāde. Tā nosaka tinumu konfigurāciju, impedances līkni un temperatūras pieauguma gadījumu, un tieši šis pēdējais punkts ir tas, kur garantijas klusējoši sabojājas.

Temperatūras paaugstināšanu jāpierāda pie tās kontaktligzdas pozīcijas, kurā zaudējumi ir vislielākie. Soli uz leju transformatoram parasti tas ir galējais kontakts ar vismazāko augstsprieguma vijumu skaitu — pozīcija, kurā maksimāla ir magnētiskā blīvuma vērtība, tukšgaitas zaudējumi un serdes temperatūra. Ja specifikācijā prasīta temperatūras paaugstināšana pie nominālās kontaktligzdas, bet rūpnīca veic testus tikai pie nominālās pozīcijas, pircējam tiek sniegta garantija, kas nepokrīt darba punktu, kuru faktiski izmantos ekspluatācijas vietā.

Pretestība uzvedas tāpat. Atzarojuma diapazons maina augstsprieguma tinuma fizisko ģeometriju, tāpēc procentuālā pretestība mainās dažādās kontaktligzdu pozīcijās. Šī izmaiņa ir būtiska, kad transformatorus pieslēdz paralēli: diviem vienībām ar vienādu plāksnītē norādīto pretestību nominālajā pozīcijā tomēr var rasties riņķojošā strāva galējās kontaktligzdu pozīcijās.

Vēl viens specifikācijas detaļas aspekts, ko vērts zināt, ir darbības jomas definīcija, nevis aizbildnis. ASV Enerģētikas departamenta sadalīšanas transformatoru standarti attiecasies uz vienībām ar ieejas spriegumu 34,5 kV vai mazāku, izvades spriegumu 600 V vai mazāku un nominālo frekvenci 60 Hz — un definīcija skaidri izslēdz transformatoru ar atzarojuma diapazons 20 procentus vai vairāk. Ja specifikācija iekrīt šajā diapazonā patiesas lietojumprogrammas dēļ, apstipriniet ar ražotāju, kurš atbilstības režīms attiecas, nevis pieņemiet to bez pārbaudes.

 

 

Pretestības elements, reaktors un vakuums: kur patiesībā rodas nodilums

The transformatora tap changeris šodien tirgū piedāvātā aprīkojuma ir trīs praktiski veidi, un tie nodilst dažādi.

Reaktora tipa vienība izmanto pārejas reaktoru, lai ierobežotu strāvu pārslēgšanas brīdī. Tā ir mehāniski vienkāršāka un lētāka, bet reaktors nepārtraukti pārvada strāvu, kas rada zudumus un siltumu, un pārslēgšanas slēdzis veic visu loka veidošanos galvenajā eļļā.

Pretestības tipa vienība ievieto pārejas pretestības elementu tikai dažu simtu milisekunžu ilgstošajā savienošanas posmā. Loka enerģija ir zemāka, pārslēgšana notiek ātrāk, un šis dizains dominē modernajā spēka transformatoru praksē.

Vakuumtipa izolācija pārvieto loku noslēgtos vakuuma traukos. Pārslēgšanas nodalījuma eļļa satur daudz mazāk oglekļa, tāpēc eļļas kvalitāte un šķīdušo gāzu analīžu intervāli kļūst garāki — tomēr mehāniskā savienojuma, motordzinēja un kontaktu nodilums turpinās, un ekspluatācijas skaitītājs joprojām nosaka apkopju grafiku.

Stāvokļa uzraudzībai šim komponentam ir savs raksturīgais pazīmes signāls. Acetilēns (C2H2) rodas loka veidošanās laikā un parādās pārslēgšanas mehānisma eļļā daudz agrāk nekā galvenā transformatora tvertnes eļļā kļūst redzami anomāli rādītāji. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc mūsu stāvokļa uzraudzības darbs katrā piegādātajā vienībā atsevišķi ņem paraugus no pārslēgšanas mehānisma nodalījuma un galvenās tvertnes.

 

Paralēlo pieslēgumu, vadību un to komisionēšanas kļūdām, ko mēs redzam

Paralēlā pieslēgšana ir vieta, kur tapmaiņas ierīces klusēm rada problēmas. Divām vienībām, kas pieslēgtas paralēli, jāatrodas vienā un tajā pašā tapa pozīcijā, citādi sprieguma starpība starp tām izraisa cirkulējošo strāvu caur abām tinumām. Parastās vadības metodes ir vadītāja-sekojošā metode, kur viena vienība vadības funkciju veic pirmā, bet pārējās tai seko, un negatīvās reaktīvās pretestības metode, kur katrs regulators neatkarīgi reaģē uz cirkulējošo strāvu. Abas metodes darbojas, taču abām nepieciešama iedarbināšana, nevis dokumentācija.

Pārbaudes saraksts, ko mēs nododam vietnes komandām, ietver piecus punktus: secības pārbaudi caur katru tapa pozīciju, pārbaudi, vai pozīcijas indikators atbilst faktiskajai tapa pozīcijai, robežslēdžu darbības pārbaudi abos galapunktos, elektrodzinēja griešanās virziena pārbaudi un automātiskā sprieguma releja iestatījumu pārbaudi.

Biežāk nepareizi iestatītais parametrs ir mirkļa noregulējuma zona (deadband). Ja tā ir pārāk stingri iestatīta, tap changer sāk „medīt” — augšup, lejup, augšup, lejup — un katrs no šiem pārslēgumiem samazina kontaktu kalpošanas laiku. Parasti sākumpunktam sadalīšanas sistēmām piemērota mirkļa noregulējuma zona apmēram ±1–1,5 % kopā ar laika novēlotu reakciju desmitos sekunžu.

 

 

Ko mēs ražojam un testējam uzņēmumā Ryan Electric

Uzņēmums Ryan Electric ražo transformatorus kopš 2007. gada no 120 000 m² lielas rūpnīcas, kurā ir vairāk nekā 180 ražošanas un testēšanas iekārtu komplekti un 37 patenti; kopš 2023. gada mēs esam Eaton kopuzņēmuma partneris. Eļļā iegremdēti un uz pamatnes montēti transformatori tiek piegādāti ar DETC vai OLTC konfigurācijām atkarībā no ekspluatācijas nosacījumiem, kamēr litās smilšainās sausās tipa vienības parasti tiek piegādātas vispār bez tap changer — tinumi ir fiksēti, un sprieguma regulēšana notiek augstākajā līmenī sistēmā.

Katrs vienības tap changer veic rutīnas pārbaudes, kas reti parādās piedāvājumā: pagriezienu attiecības mērīšana katrā tap pozīcijā, tap secības verifikācija, motora vadības darbība ar rādītāja pārbaudi pret faktisko tap pozīciju un temperatūras pieauguma demonstrēšana regulējošajā tap pozīcijā, nevis nominālajā. Kanādas un ASV projektu vienībām ir UL un CSA sertifikāti, kurus verificē trešā puse, nevis mūsu pašu kvalitātes departaments.

 

Tap tabulas pareiza izveide pirms pasūtījuma

Ja ir viens dokuments, ko prasīt transformatora RFQ laikā, tas ir tap tabula: katras pozīcijas norāde, spriegums katrā pozīcijā un tap pozīcija, kurā garantēts temperatūras pieaugums un impedance. Prasiet to kopā ar plāksnītes lasīšanas norādījumiem – to izmantos vietējā komanda saņemšanas pārbaudē – un realistisku piegādes termiņu OLTC aprīkotai vienībai , jo motoru vadības ierīces un novirzītājslēdži ir komponenti, kas visvairāk pakļauti pašreizējai piegādes ķēdei.

Nosūtiet mums barošanas sprieguma profilu, slodzes veidu un elektroenerģijas uzņēmuma tapu plānu, un mūsu inženieri atbildēs ar ieteikumu — DETC, OLTC vai fiksēts tinums — kopā ar tapu tabulu, zudumiem katrā galējā punktā un apkopēs nepieciešamajām prasībām. Tas ir īss sarunas process, un tas ir lētāks nekā kompresora startētājs. transformatora tap changeris recommendation — DETC, OLTC or a fixed winding — with the tap table, the losses at each extreme and the maintenance expectation attached. It is a short conversation, and it is cheaper than a compressor starter.

Par autoru: Šo rakstu sagatavoja Ryan Electric inženieru komanda (Dzjansu Rjana Elektriskā Ko, Ltd.), transformatoru ražotājs, kas dibināts 2007. gadā un kopš 2023. gada ir Eaton kopuzņēmuma partneris. Mūsu inženieri atbalsta UL-, CSA- un IEEE-atbilstošus projektus Ziemeļamerikā, Dienvidaustrumāzijā, Vidusjozumā un Āfrikā, un mūsu testu laboratorija darbojas saskaņā ar CNAS akreditāciju. Lai izvēlētos tapu pārslēdzi, pārskatītu tapu tabulu vai saņemtu piedāvājumu, sazinieties ar mūsu inženieru biroju.