Rola transformatorów zanurzonych w oleju-w sektorze przemysłowym

Wstęp

Obiekty przemysłowe pobierają energię średniego napięcia z sieci energetycznej i rozprowadzają ją do urządzeń procesowych przy napięciu użytkowym. Transformatory-zanurzane w oleju znajdują się w środku tego łańcucha, przekształcając przychodzące napięcie na poziomy wykorzystywane przez silniki, piece, napędy i systemy sterowania, zapewniając jednocześnie izolację, impedancję i zdolność przeciążeniową wymaganą przez obciążenia przemysłowe. Ich rolę definiuje nie pojedyncza funkcja, ale zestaw obowiązków, które po kolei zostaną omówione w tym artykule.

Transformacja napięcia i dystrybucja mocy

Podstawowym zadaniem transformatora zanurzonego w oleju-w przemyśle jest konwersja napięcia. Zakład zazwyczaj otrzymuje energię o napięciu 11 kV, 33 kV lub wyższym napięciu sieciowym i obniża ją do 0,4 kV, 0,66 kV lub innego poziomu wykorzystania rozdzielnicy i ośrodków obciążenia. Transformator stanowi szkielet dystrybucyjny elektrowni, a jego moc znamionowa określa maksymalne obciążenie, jakie obiekt może obsłużyć. Ponieważ jednostki zanurzone w oleju-są dostępne w dużych wydajnościach, ze stopniami chłodzenia ONAN, ONAF i OFAF, nadają się do stosowania we wszystkich zastosowaniach, od małych podstacji elektroenergetycznych po duże elektrownie procesowe.

Niezawodność i ochrona dostaw

Procesy przemysłowe zależą od ciągłego zasilania, a transformator przyczynia się do niezawodności na kilka sposobów. Jej impedancja ogranicza prąd zwarciowy, który musi przerwać rozdzielnica znajdująca się za nią, i izoluje sieć zakładu od zakłóceń po stronie sieci. Sam olej zapewnia zarówno izolację, jak i medium diagnostyczne: analiza rozpuszczonego gazu w próbkach oleju pozwala wykryć rozwijające się uszkodzenia wewnętrzne na długo przed awarią, dlatego też transformatory zanurzone w oleju-są preferowane tam, gdzie zasoby konserwacyjne pozwalają na monitorowanie stanu.

Ciężkie ładunki: Piece łukowe i spawanie

Huty, odlewnie i zakłady produkcyjne obsługują piece łukowe i sprzęt spawalniczy, który pobiera duże, zmienne prądy. Obciążenia te wymagają solidnego i stabilnego zasilania o wysokiej-wytrzymałości zwarciowej i kontrolowanej regulacji napięcia. Transformatory piecowe i transformatory prostownikowe to specjalistyczne konstrukcje zanurzane w oleju-o wzmocnionej mechanice i dopasowanej impedancji, natomiast transformatory rozdzielcze zasilające pola spawalnicze są dobierane pod kątem cyklu pracy i spadku napięcia w procesie spawania. Chłodzenie oleju radzi sobie z utrzymującym się obciążeniem termicznym, jakie narzucają te zastosowania.

Moc silnika i układy napędowe

Silniki zużywają największą część energii elektrycznej w przemyśle, a transformator zapewnia im prawidłowy poziom napięcia i zdolność-usuwania usterek. Ważne jest, aby zachować precyzyjny podział obowiązków: transformator dostarcza energię o napięciu znamionowym, a prędkością, momentem obrotowym i kierunkiem obrotów steruje rozrusznik silnika lub przemiennik częstotliwości, a nie sam transformator. Transformatory roślinne zasilające centra obciążenia silników dobiera się z uwzględnieniem prądu rozruchowego, spadku napięcia przy rozruchu oraz harmonicznych wprowadzanych przez przemienniki, w tym obniżania wartości znamionowych w przypadku obciążenia nieliniowego, gdy napędy stanowią dużą część podłączonego obciążenia.

Jakość energii i harmoniczne

Obciążenia przemysłowe generują harmoniczne z napędów, prostowników i sprzętu łukowego. Transformator wpływa na jakość energii na trzy sposoby: jego impedancja kształtuje spadek napięcia pod obciążeniem, konfiguracja uzwojeń, taka jak Dyn11, zapewnia ścieżkę dla niektórych prądów harmonicznych i stabilny przewód neutralny, a jego indukcyjność rozproszenia zapewnia impedancję szeregową, która pomaga tłumić zakłócenia o-wysokiej częstotliwości. Sam transformator nie usuwa harmonicznych; filtry harmonicznych i urządzenia łagodzące są dobierane na podstawie impedancji systemu, dlatego dane transformatora stanowią część badania jakości energii.

Odporność na środowisko

Tereny przemysłowe są zakurzone, wilgotne, żrące i narażone na działanie czynników atmosferycznych. Hermetycznie uszczelnione transformatory-zanurzane w oleju chronią uzwojenia przed wilgocią i zanieczyszczeniami, a uszczelniony zbiornik nadaje się do instalacji na zewnątrz przy minimalnym schronieniu. W przypadku wymagających środowisk opcje takie jak zbiorniki z powłoką-epoksydową, wyższe stopnie ochrony i alternatywne płyny rozszerzają zakres zastosowań; biodegradowalne płyny estrowe stosowane są tam, gdzie decydujące znaczenie ma ryzyko dla środowiska i bezpieczeństwo przeciwpożarowe.

Rozważania dotyczące wyboru i rozmiaru

Ocena: rozmiar na podstawie rzeczywistego profilu obciążenia, a nie podłączonego obciążenia, z uwzględnieniem dodatku na wzrost i zdolności do przeciążenia zgodnie z normą IEC 60076-7.

Grupa napięcia i wektora: dopasuj napięcie sieciowe, napięcie użytkowe i schemat uziemienia, zazwyczaj Dyn11 do zadań dystrybucyjnych.

Impedancja: skoordynować z badaniem zabezpieczeń i regulacją dopuszczalnego napięcia przy uruchamianiu dużych silników.

Chłodzenie: ONAN do prostych zastosowań, ONAF, gdzie wymagana jest sezonowa zdolność do przeciążenia.

Normy: określ projekt i badania zgodnie z serią IEC 60076, z regionalną certyfikacją, jeśli projekt tego wymaga.

Konserwacja

Program konserwacji transformatora zanurzonego w oleju- koncentruje się na oleju: coroczne pobieranie próbek pod kątem wytrzymałości dielektrycznej i wilgoci, okresowa analiza rozpuszczonego gazu oraz kontrola wskaźnika poziomu, odpowietrznika i urządzeń ochronnych. Zbiornik i tuleje są sprawdzane pod kątem wycieków i korozji, a także sprawdzany jest układ chłodzenia. Program ten jest skromny w porównaniu z wartością aktywów, dlatego też transformatory-zanurzane w oleju pozostają głównym motorem dystrybucji energii przemysłowej.

Często zadawane pytania

Dlaczego w przemyśle ciężkim preferuje się transformatory zanurzone w oleju-?

Łączą w sobie duże możliwości znamionowe, solidną konstrukcję mechaniczną, skuteczne chłodzenie i monitorowanie stanu poprzez analizę oleju. Chłodzenie oleju wytrzymuje duże obciążenia, a uszczelniona konstrukcja wytrzymuje środowiska przemysłowe lepiej niż konstrukcje otwarte.

Czy transformatory kontrolują prędkość silników przemysłowych?

Nie. Transformator zmienia poziom napięcia; prędkość silnika, moment obrotowy i kierunek są kontrolowane przez rozrusznik lub przetwornicę częstotliwości. Transformator musi po prostu dostarczać do napędu i silnika odpowiednie napięcie i odporność na uszkodzenia, łącznie z obniżeniem wartości znamionowych w przypadku harmonicznych.

Jaka jest różnica między chłodzeniem ONAN i ONAF?

ONAN wykorzystuje naturalną cyrkulację oleju i naturalną konwekcję powietrza, zapewniając prostą i cichą pracę przy wydajności podstawowej. ONAF dodaje-wentylatory z wymuszonym obiegiem powietrza, które zwiększają wydajność chłodzenia, a tym samym dopuszczalne obciążenie, kosztem konserwacji wentylatorów i hałasu.

Jak impedancja transformatora wpływa na zakład przemysłowy?

Impedancja określa spadek napięcia przy pełnym obciążeniu i dostępny prąd zwarciowy. Niska impedancja zapewnia lepszą regulację napięcia, ale wyższy prąd zwarciowy, podczas gdy wysoka impedancja ogranicza prąd zwarciowy kosztem regulacji. Wartość jest wybierana na podstawie badania-zabezpieczenia i rozruchu silnika.

Czy transformatory zanurzone w oleju-można stosować w generowaniu energii odnawialnej?

Tak. Są szeroko stosowane jako transformatory interfejsowe w instalacjach fotowoltaicznych, wiatrowych i magazynowych, zwiększając napięcie falownika do napięcia odbioru lub napięcia sieciowego. Specyfikacja obejmuje schemat uziemienia falownika i obciążenie harmoniczne sprzętu konwertującego.

Jak często należy badać olej transformatorowy?

Co najmniej raz w roku w przypadku rutynowych właściwości, takich jak wytrzymałość dielektryczna i wilgotność. Analizę rozpuszczonego gazu zaleca się co dwa do trzech lat lub wcześniej po podejrzeniu usterki lub przeciążenia, ponieważ proporcje gazów zapewniają wczesne ostrzeżenie o wewnętrznym przegrzaniu lub wyładowaniu.