Ferroresonance sa mga Pad-Mounted Transformer: Ano ang Gusto ng Isang Tagagawa ng Pad-Mounted Transformer na Alamin ng mga Specifier

 

Bilang isang tagagawa ng pad mounted transformer , patuloy kaming nakakaranas ng parehong kabiguan sa parehong pagkakasunod-sunod. Isang pad-mounted unit ang pinalalitan para sa pagpapanatili. Ang riser pole arrester sa dulo ng kable ay nabigo. Ang koponan ay pumapalit ng arrester, binibigyan ng kuryente ang unit, at ang pinalit na arrester ay nabigo ulit sa loob ng ilang buwan – minsan ay sa loob lamang ng ilang linggo. Ang transformer mismo ay laging nasa mabuting kondisyon sa bawat karaniwang pagsusuri. Walang mali sa anumang nakasulat sa nameplate nito. Ang tunay na sanhi ng pagkabigo ng arrester ay ang ferroresonance, at halos hindi kailanman ito dahil sa kapintasan ng arrester.

Ano Talaga ang Ferroresonance

 

Ang core ng isang transformer ay hindi isang linear na inductor. Sa ilalim ng saturation, mataas ang kanyang magnetizing reactance. Habang lumalapit ang core sa saturation, bumabagsak ang reactance na iyon. Kapag inilagay mo ang isang bahagi na may ganoong pag-uugali sa isang circuit na naglalaman din ng capacitance — ang sheath capacitance ng isang underground cable, ang grading capacitance ng isang breaker, ang capacitance ng isang bushing o ng isang capacitor bank — maaaring pilitin ng isang switching disturbance ang circuit na pumasok sa isang oscillation na parehong elemento ay hindi magagawa nang mag-isa.

Iyan ang buong kahulugan, at ipinaliliwanag din nito kung bakit ang ferroresonance sa mga transformer ay hindi ang maayos na resonance na kinukwenta mo mula sa XL = XC. Sa isang linear na inductor, may isa lamang resonant frequency at isang steady state. Sa isang saturable core, may ilan ito, at maaaring biglang lumipat ang circuit sa pagitan nila. IEEE Technology Navigator — Ferroresonance (https://technav.ieee.org/topic/ferroresonance/) inilalarawan ang apat na pangunahing uri ng pag-oscillate: ang pangunahing frekuwensiya ng ferroresonance sa frekuwensiya ng suplay; ang sub-harmonic ferroresonance sa isang bahagi ng frekuwensiya ng suplay, kadalasan ay isang ikatlo; ang quasi-periodic ferroresonance na may hindi regular na mga waveform; at ang chaotic ferroresonance na walang anumang paulit-ulit na pattern. Ang mga pananatiling sobrang voltage sa mga ganitong uri ay maaaring umabot sa lima hanggang anim na beses ang nominal na linya ng voltage, na lubhang lampas sa inaasahan ng insulation coordination ng isang distribution winding para sa pananatiling power-frequency stress.

Ang dalawang yunit na may parehong nameplate ay maaaring magpakita ng ganap na iba't ibang pag-uugali. Ang uri ng mode kung saan natitira ang isang circuit ay nakasalalay sa inductance, capacitance, magnitude ng voltage, at sa mga paunang kondisyon—na sa praktikal na paggamit ay nangangahulugan na nakasalalay ito sa eksaktong sandali kung kailan isinasara ang switch. Kaya nga ang isang pag-aaral na batay sa nominal na mga halaga ay maaaring palampasin ito, at kaya rin ang parehong operasyon ng switching ay maaaring tumakbo nang maayos ng isang daan na beses at mabigo naman sa ika-isang daan at unang beses.

Kung kasalukuyang gumagawa ka sa pamamagitan ng isang pad-mounted na specification, ang aming engineering team ay susuriin ang primary circuit kasama mo bago ma-freeze ang rating. Ipasa sa amin ang one-line diagram at tutulungan ka naming balikan ang apat na kondisyon.

Ang Apat na Kondisyong Dapat Magkakasabay

 

Ang ferroresonance ay mahina. Kailangan nito ang apat na kondisyon nang sabay-sabay — isang unloaded na secondary, mataas na primary capacitance, asymmetric pagpapalit ng Isang Phase , at isang core na nagso-saturate sa isang maliit na overvoltage — kaya nga ito hindi lilitaw sa isang load flow study at kaya itong mahirap i-reproduce sa isang test bay.

Kondisyon	Bakit ito mahalaga	Kung saan ito lumalabas sa praktika
Unloaded o lightly loaded na secondary	Ang resistensya ng load ay pumipigil sa oscillation; ang isang walang laman na secondary ay hindi nagbibigay ng anumang damping.	Bagong subdivision bago ang occupancy, seasonal plant shutdown, unit na inihahanda bilang spare
Mataas na primary capacitance	Ang kapasidad ng balot ng kable bawat yunit ng haba ay malaki ang pagkakaiba kumpara sa overhead line	Mahabang underground feeder, riser cable, network vault, at industrial service na pinapagana ng kable
Di-simetrikong pagpapakawala	Naiiwan ang isang o dalawang phase na hiwalay ngunit nananatiling kapasitibong nakakonekta sa pinagmumulan	Mga single-phase cutouts, isang nasunog na fuse, mga single-pole reclosers, at elbow operation
Core na sumasaturate sa modest na sobrang voltage	Ang magnetizing inductance ay bumabagsak, na nagpapahintulot sa circuit na tumalon sa pagitan ng mga operating point	Mga modernong low-loss na core at disenyo na gumagana sa mas mataas na flux density

 

Kung alinman sa apat na ito ang tanggalin, karaniwang hindi magsisimula ang phenomenon. Ito ang kapaki-pakinabang na bahagi, dahil nangangahulugan ito na may apat na hiwalay na lugar kung saan maaaring idisenyo ang phenomenon — at ang pinakamura ay halos laging ang switching arrangement. Ito rin ang punto kung saan dapat lumipat ang usapan mula sa quotation patungo sa selection, at ito ang unang bagay na tagagawa ng pad mounted transformer dapat itaas sa iyo.

Ano ang Ginagawa Nito sa Yunit Bago Pa Man Mapansin ng Sinuman

 

Ang kabiguan na una nakikita ng isang krew ay karaniwang nasa surge Arrester , hindi loob ng tangke. Ang metal-oxide arrester ay isang resistor na naging conductive lamang kapag lumampas sa rated voltage nito. Ang isang sustained ferroresonant overvoltage ay nagpapahinga dito sa estado ng conduction at nagbabago ng oscillation sa init sa loob ng isang bloke ng ceramic na dinisenyo para sa mga microsecond impulses sa isang tinukoy na duty cycle. Ang reference data ng Eaton tungkol sa overvoltage protection para sa pad-mounted transformers ay malinaw na nagsasaad ng limitasyon: ang mga arrester ay binabawasan ang overvoltage ngunit hindi ito nililimita, at ang mas mataas na arrester duty cycle, ang mas maraming conductive material ang naroroon at ang mas matagal na nabubuhay ito sa ilalim ng overvoltage bago mabigo. Ang isang light-duty distribution arrester na perpektong sapat para sa kidlat ay hindi nasukat para sa minuto ng power-frequency energy. Eaton reference data TC202005EN — Overvoltage Protection for Pad-Mounted Transformers (https://www.eaton.com/content/dam/eaton/products/medium-voltage-power-distribution-control-systems/cooper-power-series-transformers/overvoltage-protection-for-pad-mounted-transformers-information-tc202005en.pdf)

Sa likod ng arrester, ang pinsala ay mas tahimik at mas mahirap hanapin sa isang karaniwang pagsusuri. Ang mga ibabaw ng bushing ay nagpapakita ng tracking kung saan naganap ang flashover. Ang insulation ng winding ay binubutas sa punto kung saan umuusbong ang oscillation, at ang butas ay madalas na maliit lamang kaya’t paasa pa rin ang turns ratio test. Mainit ang core dahil lumalampas nang malaki ang flux excursion sa disenyo nito, at ang init ang nagpapababa ng buhay ng insulation. Karaniwang ang pagkabigo ng arrester ang unang nasasaktan, hindi ang tanging nasasaktan.

Mayroon ding sintomas na hindi kailanman elektrikal. Ang isang yunit na nasa ferroresonance ay madalas na gumagawa ng low-frequency drone o rattle na may iba’t ibang tunog kumpara sa normal na magnetostriction hum — hindi pantay, hindi regular, at sapat na malakas para mapansin ito ng mga tauhan bago pa man gumana ang anumang relay. Ituring ito bilang isang signal, hindi isang abala.

 

Ang Pagpapalit ng Isang Phase ang Trigger na Kontrolado Mo

 

Sa apat na kondisyon, ang di-simetrikong pagpapalit ang tanging kondisyon na maaaring alisin ng isang tagapagtalaga gamit lamang isang item sa listahan. Pagpapalit ng Isang Phase ng isang three-phase transformer bank — kung mula sa mga cutouts, isang nabustong fuse, o isang single-pole reclosing scheme — ay nag-iwan ng bahagyang energized na bank at capacitively coupled sa source, na ang ganito ay ang klasikong initiator sa mga cable-fed distribution system.

Ang IEEE Std C57.105-2019, ang gabay para sa application ng mga transformer connection sa three-phase electrical system, ay tinuturing ang mga interaksyon ng mga connection at pagpapalit bilang isang design consideration imbes na isang aksidente: IEEE Std C57.105-2019 (https://standards.ieee.org/ieee/C57.105/6121) . Ang standard na ito ay umiiral nang eksakto dahil ang interaksyon sa pagitan ng isang transformer connection at ng circuit sa paligid nito ang nagdedesisyon kung paano magbehave o hindi magbehave ang isang sistema.

Ang gumagana sa field ay walang kahalagang panlabas. I-switch ang lahat ng tatlong phase nang sabay gamit ang isang gang-operated device imbes na mga single-phase cutouts kung saan man ang configuration ay pumapayag. Kung hindi maiiwasan ang mga single-phase device, panatilihin ang maliit na permanenteng resistive load sa secondary habang nag-i-switch upang ang oscillation ay may lugar na ma-dissipate. Ang isang damping resistor o isang ferroresonance suppression circuit na nakakonekta sa winding ang susunod na antas, at ang surge Arrester napili para sa pansamantalang overvoltage imbes na sa lightning lamang ang huling hakbang.

Wala sa mga ito ang nangangailangan ng eksotikong hardware. Kailangan lamang na ang switching scheme at ang arrester duty cycle ay matukoy nang sabay sa pagtatakda ng transformer rating, imbes na kahit na ang cable ay inilalagay na.

Lima (5) na Bagay na Ilalagay sa RFQ

 

Koneksyon at pag-ground ng winding. Tukuyin kung ang grounded-wye primary ay tinatanggap. Ang isang ungrounded delta primary sa mahabang cable run ay ang pinakamataas na panganib na setup, at ang sagot dito ay nagbabago sa buong larawan ng overvoltage.

Uri ng pangunahing device para sa pagpapalit. Gang-operated na tatlong-phase na load-break switch, tatlong-phase na reclosing, o single-phase na cutouts. Kung hindi maiiwasan ang paggamit ng single-phase na mga device, ipaalam ito, dahil nagbabago ang surge Arrester pilihin.

Klase ng arrester, duty cycle, MCOV, at kakayahan laban sa temporary overvoltage. ang "Arresters included" ay hindi isang teknikal na specification. Humiling ng arrester na sukat ayon sa temporary overvoltage, hindi lamang sa kidlat.

Talaan ng kable. Laki ng conductor, haba, at uri ng insulation para sa bawat primary segment. Ang sheath capacitance ay kalahati ng resonant circuit at hindi nakikita sa isang nameplate schedule.

Secondary damping. Kung may maliit na permanenteng load o damping resistor na maiiwan sa secondary habang nagso-switch, at kung gaano karami ang porsyento nito sa rating.

Ano ang itinatanong ng isang Pad Mounted Transformer Manufacturer Bago Ka Mag-order

 

Sa anumang proyekto na may mahabang pangunahing kable, ang unang dokumento na hinahanap namin ay hindi ang listahan ng mga nameplate. Ito ay ang isang linyang diagram na may haba ng kable at ang pagkakasunud-sunod ng switching, dahil ang dalawang bagay na ito ang nagpapasya kung ang panganib ng sobrang voltage ay walang halaga o tunay. A tagagawa ng pad mounted transformer ang taong nagtuturo mula sa listahan ng transformer lamang ay nagtuturo ng isang yunit, hindi ng isang solusyon.

Bawat yunit ay dumaan sa isang karaniwang pagsubok, at ang mga nawawalang karga at ang magnetizing current ay nakarekord habang ginagawa ito. Ang dalawang numerong ito ang mga input na nagbabago sa isang tanong tungkol sa ferroresonance mula sa opinyon patungo sa kalkulasyon, at ipapasa namin ang mga ito sa inyong consulting engineer bago ang pagpapadala kapag hiniling.

Ang Ryan Electric ay gumagawa ng mga transformer para sa distribusyon at kapangyarihan mula noong 2007, mula sa isang pasilidad na may sukat na 120,000 m² na may higit sa 180 na hanay ng kagamitan sa produksyon at pagsusuri, at may 37 na patent. Simula noong 2023, ang kumpanya ay nagsisilbing opisyal na kasamang negosyo ng Eaton, na isa sa mga dahilan kung bakit itinuturing namin ang koordinasyon ng arrester at switching bilang bahagi ng saklaw ng transformer imbes na isang problema ng iba.

Isang pattern na madalas nating nakikita sa mga proyekto ng subdivision sa Hilagang Amerika ay isang maliit na three-phase na yunit—mula 75 kVA hanggang 500 kVA—sa dulo ng mahabang underground lateral, na pinapakain gamit ang mga single-phase cutout, at nagpapakain ng isang load na hindi pa magkakaroon ng pagkakaroon ng isang taon. Ang bawat kondisyon sa listahan ay naroroon nang sabay-sabay, at ang lugar ay walang load sa loob ng ilang buwan. Kapag lumipat ang specifier sa gang-operated switch at iniwan ang maliit na resistive load sa secondary habang nasa commissioning, tumitigil ang mga pagkabigo ng arrester.

Kung tinutukoy ninyo ang mga pad mounted units sa isang cable-fed system, mangyaring ipadala sa amin ang one-line diagram at ang cable schedule bago ipinapasa ang order. Susuriin namin ang switching arrangement, ang specification ng arrester, at ang secondary damping batay sa inyong aktwal na circuit, at sasabihin sa inyo kung alin sa apat na kondisyon ang mayroon kayo — at kung alin ang mayroon nang idisenyo ninyo. Iyan ang usapan na tagagawa ng pad mounted transformer dapat nang gawin sa inyo bago ipinapasa ang order, hindi pagkatapos mabigo ang unang arrester.

Tungkol sa may-akda

Inihanda ang artikulong ito ng transformer engineering team ng Ryan Electric. Ang Ryan Electric (Jiangsu Ryan Electric Co., Ltd.) ay nagdidisenyo at gumagawa ng cast resin at VPI dry type transformers, oil-immersed transformers, at pad mounted units sa kanilang 120,000 m² na manufacturing base, na naglilingkod sa mga data center, industrial, utility, at infrastructure na proyekto sa North America, Southeast Asia, Middle East, at Africa.