Hệ thống phân phối trên cao: Hướng dẫn thực tế cho các nhà sản xuất máy biến áp

Giới thiệu

Hệ thống phân phối trên cao vẫn là xương sống của việc cung cấp điện ở nhiều khu vực - từ các nguồn cấp dữ liệu ngoại ô dày đặc đến các mạng lưới nông thôn rộng lớn. Đối với các nhà sản xuất máy biến áp, sự hiểu biết sâu sắc, thực tế về cách các hệ thống này được thiết kế và vận hành là điều cần thiết: nó thông báo thông số kỹ thuật sản phẩm, giao diện cơ học, lựa chọn phụ kiện bảo vệ và các dịch vụ sau bán hàng xác định độ tin cậy dài hạn. Bài viết này chắt lọc các ưu tiên kỹ thuật và hoạt động quan trọng khi cung cấp các máy biến áp vào các mạng phân phối trên cao.

Hệ thống phân phối trên cao 'có nghĩa là gì trong thực tế

Một hệ thống phân phối trên cao vận chuyển năng lượng điện áp trung bình hoặc thấp dọc theo cơ sở hạ tầng trên không- cực, crossarms, chất cách điện và nhịp của các dây dẫn- xuống các giọt dịch vụ và đồng hồ khách hàng. So với các hệ thống ngầm, các mạng trên cao nhanh hơn để cài đặt và sửa đổi, nhưng chúng yêu cầu các bộ phận phải mạnh mẽ chống lại thời tiết, động vật hoang dã, tải cơ học và quá điện áp thoáng qua. Đối với các nhà sản xuất, các đặc điểm phù hợp nhất là các giao diện điện và cơ học nơi máy biến áp đáp ứng dòng.

Các thành phần điển hình và các lớp điện áp

Các yếu tố hệ thống chính tương tác với Transformers:

• Cực và crossarms: các điểm lắp cơ học cho Máy biến áp gắn cực và phần cứng liên quan.

• Dây dẫn: ACSR, AAC hoặc dây dẫn đồng mang pha và trung tính.

• Cắt / Lắp ráp cầu chì: Các thiết bị bảo vệ thường được gắn trực tiếp liền kề với các máy biến áp gắn cực.

• Reclosers, bộ phận và công tắc: Được sử dụng để cô lập và tự động khôi phục nguồn cấp dữ liệu.

• Các bộ bắt giữ đột biến và hệ thống nối đất: Bảo vệ máy biến áp khỏi sét và chuyển mạch.

• Dịch vụ giảm và mét: Giao diện khách hàng cuối cùng, thường ở thứ cấp điện áp thấp.

Các lớp điện áp khác nhau theo khu vực, nhưng mức phân phối điện áp trung bình phổ biến bao gồm 4,16 kV, 11 kV, 12,47 kV, 13,8 kV và 33 kV; Điện áp thứ cấp thường được phân phối bởi các máy biến áp phân phối bao gồm các hệ thống 120/240 V hoặc ba pha 400 V/480/277 V. Máy biến áp phải được chỉ định để phù hợp với điện áp hệ thống cục bộ và các nhóm vectơ.

Vai trò và loại máy biến áp trong hệ thống trên cao

Máy biến áp cung cấp ba chức năng thiết yếu trong phân phối trên cao: giảm điện áp, cách ly hệ thống và cân bằng tải. Các loại điển hình được sử dụng:

• Máy biến áp một pha gắn cực: phổ biến cho vòi dân cư; Quy mô KVA tiêu chuẩn bao gồm từ các dịch vụ nhỏ lên đến 50 KVA cho các nguồn cấp dữ liệu nông thôn.

• Các đơn vị ba pha gắn cực hoặc các đơn vị một pha được đánh dấu: cho tải trọng công nghiệp thương mại hoặc nhẹ.

• Máy biến áp gắn trên pad (gắn trên mặt đất): Được sử dụng trong các chuyển đổi trên cao hơn hoặc đô thị.

• Các thiết kế kiểu khô so với các thiết kế ngâm dầu: được lựa chọn dựa trên rủi ro hỏa hoạn, hạn chế môi trường và môi trường dịch vụ.

Trọng tâm sản xuất nên bao gồm các tiêu chuẩn gắn kết cơ học cho dấu ngoặc cực, khả năng tương thích cắt tiêu chuẩn, thiết kế ống lót mạnh mẽ cho các bộ cách điện trên cao và bố trí thiết bị đầu cuối thứ cấp được dán nhãn rõ ràng cho các giọt dịch vụ.

Các ưu tiên thiết kế và sản xuất cho lĩnh vực này

Khi phát triển sản phẩm để phân phối trên cao, hãy ưu tiên các mục sau:

1. Khả năng tương thích cơ học và độ chắc chắn

• Nắp chuẩn (treo tai, mẫu bu lông) và sắp xếp nâng.

• Kết thúc chống ăn mòn và lớp phủ ổn định UV cho cuộc sống lâu dài khi tiếp xúc ngoài trời.

2. Hiệu suất điện và dung lượng nhiệt

• Xếp hạng KVA chính xác với các đặc điểm quá tải thực tế cho tải trọng ở nông thôn theo chu kỳ.

• Không tải thấp và tổn thất tải để giảm chi phí vận hành vòng đời.

3. Bảo vệ và tích hợp phụ kiện

• Cung cấp cho các ghế cầu chì cutout, lắp bộ phận tăng áp, các thiết bị giảm áp lực và liên kết hợp nhất.

• Khả năng tiếp cận để thay thế cầu chì và bảo trì an toàn trên các cực được cung cấp năng lượng.

4. Cách nhiệt và thúc đẩy

• Xếp hạng BIL thích hợp và kiểm tra sóng/xung đầy đủ cho các vùng dễ bị sét và chuyển đổi quá độ.

5. Giám sát và khả năng từ xa

• Các RTD tích hợp tùy chọn, tiếp điểm nhiệt, cảm biến cấp dầu hoặc giao diện sẵn sàng liên lạc (Modbus/RS485, không dây) để hỗ trợ bảo trì dự đoán.

Phối hợp bảo vệ và tương tác hệ thống

Lựa chọn máy biến áp phải được phối hợp với các thiết bị bảo vệ ngược dòng và xuôi dòng:

• Phối hợp cầu chì: Chọn các máy biến áp có lỗi xuyên thủng và các đặc tính Inrush hài hòa với các đường cắt cực và bảo vệ bộ nạp để các lỗi được xóa mà không bị hư hại máy biến áp không cần thiết.

• Cài đặt recloser: Hiểu các khoảng thời gian và logic phân đoạn - tính lại vào các lỗi vĩnh viễn có thể nhấn mạnh các máy biến áp.

• Chiến lược nối đất: Nối đất trung tính trên thứ cấp (rắn, trở kháng hoặc bị cô lập) ảnh hưởng đến dòng lỗi và cài đặt bảo vệ; Cung cấp truy cập thiết bị đầu cuối trung tính rõ ràng khi được yêu cầu.

Các nhà sản xuất nên cung cấp các đường cong bảo vệ được đề xuất, dữ liệu Inrush và các giới hạn ngắn mạch là một phần của tài liệu sản phẩm cho các kỹ sư hệ thống.

Cài đặt, bảo trì và độ tin cậy của lĩnh vực

Danh sách kiểm tra cài đặt và bảo trì thực tế cho các ứng dụng chi phí:

• Xác minh kích thước lắp cơ học và giá trị mô -men xoắn cho ốc vít.

• Xác nhận xoay pha chính xác và nhóm vector máy biến áp trước khi vận hành.

• Đảm bảo bắt giữ và cắt giảm đột biến được cài đặt theo thông lệ địa phương.

• Lịch kiểm tra định kỳ để ăn mòn, rò rỉ dầu (cho chứa dầu), các điểm nóng nhiệt và kết nối lỏng lẻo; Đề xuất DGA hoặc thử nghiệm điện môi dầu khi thích hợp.

• Cung cấp hướng dẫn rõ ràng cho sự thay thế cầu chì an toàn và bảo trì cực.

Hướng dẫn bảo trì chủ động, kết hợp với giám sát từ xa tùy chọn, mở rộng đáng kể tuổi thọ dịch vụ và giảm thay thế khẩn cấp.

Cân nhắc về môi trường, quy định và thị trường

Thiết kế máy biến áp cho các hệ thống trên cao phải tuân thủ các tiêu chuẩn khu vực có liên quan (IEC, IEEE/Nema hoặc mã địa phương) và các quy tắc môi trường liên quan đến việc ngăn chặn và phát thải dầu. Trong các thị trường đô thị dày đặc, khách hàng có thể ưu tiên thiết kế bể khô hoặc niêm phong để giảm rủi ro hỏa hoạn. Đối với thị trường xuất khẩu, cung cấp các tùy chọn có thể định cấu hình cho điện áp cục bộ, nhóm vectơ và phụ kiện bảo vệ.

Các nhà sản xuất xu hướng mới nổi nên xem

• Cảm biến thông minh và phân tích đám mây cho sức khỏe tài sản và bảo trì dự đoán.

• Cải thiện vật liệu (thép silicon cao cấp và lõi mất thấp) cho tổn thất thấp hơn.

• Khả năng tương thích của DER - Tăng hồ sơ tải năng lượng mặt trời và lưu trữ trên tầng thượng; Máy biến áp phải mạnh mẽ với các dòng chảy hai chiều và sóng hài.

• Các thiết kế có thể phục vụ, có thể phục vụ để giảm thiểu công việc thời gian leo và đơn giản hóa dịch vụ cầu chì.

Phần kết luận

Vì Các nhà sản xuất máy biến áp , thành công trong việc phục vụ các hệ thống phân phối trên cao phụ thuộc vào các sản phẩm kỹ thuật phù hợp chặt chẽ với thực tế trường: giao diện cơ học được tiêu chuẩn hóa, thiết kế điện sẵn sàng bảo vệ, độ chắc chắn về môi trường và các tùy chọn để giám sát. Cung cấp dữ liệu kỹ thuật rõ ràng, phối hợp bảo vệ được đề xuất và hướng dẫn cài đặt thực tế là một sản phẩm để thực hiện lĩnh vực đáng tin cậy và áp dụng khách hàng mạnh mẽ.