Zanurzona w oleju cewka tłumiąca łuk pod obciążeniem ze zmianą zaczepów

W sieci dystrybucyjnej średniego napięcia całkowity pojemnościowy prąd ziemnozwarciowy zmienia się wraz ze zmianą linii zasilających, kabli i konfiguracji sieci. Zanurzona w oleju cewka tłumiąca łuk ze zmianą zaczepów pod obciążeniem zapewnia regulowany prąd indukcyjny płynący przez punkt neutralny w celu kompensacji tej składowej pojemnościowej podczas jednofazowego zwarcia doziemnego.

Urządzenie to, znane również jako cewka Petersena lub cewka automatycznego tłumienia łuku, jest instalowane pomiędzy punktem zerowym transformatora a ziemią. Jego indukcyjność jest regulowana za pomocą przełącznika zaczepów pod obciążeniem, co pozwala na zmianę prądu kompensacyjnego bez wyłączania cewki z pracy przy każdej regulacji.

Konstrukcja zanurzona w oleju zapewnia izolację elektryczną i odprowadzanie ciepła części aktywnej. Automatyczny system sterowania monitoruje odpowiednie warunki sieciowe i określa wymagane położenie kranu w dostępnym zakresie regulacji.

Sprzęt jest przeznaczony do systemów dystrybucyjnych 6–66 kV i można go skonfigurować dla podstacji, sieci przemysłowych, systemów dystrybucyjnych z ciężkimi kablami i innych zastosowań, w których wymagana jest kompensacja punktu zerowego.

Dlaczego ustawienie wynagrodzenia wymaga zmiany

Prąd pojemnościowy sieci dystrybucyjnej niekoniecznie jest stały.

Może się różnić, gdy:

· Nowe podajniki są podłączone

· Długość kabla podziemnego wzrasta

· Zasilacze są odłączone

· Zmiany topologii sieci

· Przeniesienie sekcji operacyjnych

· Zmienia się udział linii kablowych i napowietrznych

Cewka tłumiąca łuk stały ma jedną z góry określoną indukcyjność. Gdy prąd pojemnościowy sieci ulegnie znacznej zmianie, jej punkt kompensacji może nie odpowiadać już wymaganym warunkom pracy.

Konstrukcja przełączająca zaczepy pod obciążeniem rozwiązuje ten problem, zapewniając kilka położeń zaczepów uzwojenia. Sterownik może wybrać inną pozycję w miarę zmiany stanu sieci.

To sprawia, że ​​produkt jest szczególnie przydatny w systemach dystrybucyjnych, w których podłączona sieć nie jest elektrycznie stała przez cały cykl operacyjny.

Jak działa system kompensacji obciążenia

W normalnych warunkach cewka tłumiąca łuk jest podłączona do punktu neutralnego i pozostaje gotowa do kompensacji.

Gdy system sterowania zidentyfikuje odpowiedni stan sieci, określa wymaganą kompensację indukcyjną i wybiera odpowiednią pozycję zaczepu.

Proces elektryczny można uprościć w następujący sposób:

Pojemność sieci → pojemnościowy prąd ziemnozwarciowy → obliczenie kompensacji → regulacja położenia zaczepu → kompensacja indukcyjna → zmniejszony prąd zwarciowy resztkowy

Podczas jednofazowego zwarcia doziemnego prąd indukcyjny z cewki kompensuje składową pojemnościową prądu zwarciowego sieci. Gdy kompensacja zostanie odpowiednio dobrana, prąd różnicowy w miejscu zwarcia może zostać zmniejszony, co może pomóc w wygaszeniu łuku i ograniczyć skutki związane z przejściowymi zwarciami doziemnymi.

Rzeczywisty punkt pracy należy ustalić na podstawie zmierzonego lub obliczonego pojemnościowego prądu zwarcia doziemnego w sieci i filozofii zabezpieczeń. Cewkę należy zatem traktować jako część kompletnego systemu uziemienia punktu neutralnego, a nie jako niezależnie wybrany reaktor.

Konfiguracja wewnętrzna

Rdzeń magnetyczny

Obwód magnetyczny wykorzystuje laminowaną stal elektryczną. Wymiary rdzenia, gęstość strumienia magnetycznego, rozmieszczenie szczelin powietrznych, jeśli ma to zastosowanie, i konfigurację uzwojeń dobiera się tak, aby uzyskać wymaganą charakterystykę indukcyjności w określonym zakresie regulacji.

Konstrukcja magnetyczna uwzględnia również straty, wzrost temperatury, siły mechaniczne i stabilność działania.

Uzwojenia główne i zaczepowe

W uzwojeniu głównym i regulacyjnym zastosowano przewody miedziane. Wiele zaczepów uzwojenia zapewnia różną efektywną liczbę zwojów.

Zmiana aktywnego zaczepu powoduje zmianę indukcyjności cewki, a tym samym dostępnego prądu kompensacyjnego.

Liczba pozycji kranu nie jest uniwersalna. Pozycje 9, 15 i 19 można skonfigurować zgodnie z wymaganym zakresem regulacji i konstrukcją elektryczną.

Przełącznik zaczepów pod obciążeniem

Przełącznik zaczepów pod obciążeniem jest elementem odróżniającym tę konfigurację od ręcznie regulowanej lub stałej cewki tłumiącej łuk.

Umożliwia zmianę połączenia uzwojenia w określonych warunkach pracy pod napięciem. Przełącznik zaczepów, napęd silnikowy, obwód sterujący, obowiązek przełączania i funkcje zabezpieczające dobierane są zgodnie z ostateczną specyfikacją elektryczną.

Zbiornik napełniony olejem

Część aktywna jest umieszczona w stalowym zbiorniku wypełnionym olejem. Olej transformatorowy zapewnia zarówno izolację, jak i przenoszenie ciepła pomiędzy elementami aktywnymi a zbiornikiem.

W zależności od wybranego układu układ olejowy może zawierać konserwator, tuleje, urządzenie nadmiarowe ciśnienia, wskaźnik poziomu oleju, urządzenia monitorujące temperaturę i powiązane elementy zabezpieczające.

Dokładny sposób przechowywania zbiornika i oleju powinien odpowiadać rzeczywistej konfiguracji sprzętu, a nie być traktowany jako stała cecha dla każdej wartości znamionowej.

Jednostka Kontroli i Monitorowania

Automatyczny sterownik stanowi interfejs pomiędzy pomiarami sieciowymi a mechanizmem przełączania zaczepów.

W zależności od konfiguracji projektu system sterowania może obejmować:

· Pojemnościowy pomiar prądu

· Automatyczna kontrola kompensacji

· Wskazanie pozycji dotknięcia

· Lokalne wyświetlanie parametrów

· Obsługa ręczna/automatyczna

· Funkcje alarmowe i zabezpieczające

· Komunikacja zdalna

· Działająca transmisja danych

· Monitorowanie stanu systemu sterowania

Interfejsy komunikacyjne można dobrać w zależności od systemu automatyki stacji klienta.

Dane techniczne

Uwaga techniczna: tabela opisuje konfigurowalny asortyment produktów. Znamionowy prąd kompensacyjny, zakres indukcyjności, położenie zaczepów, poziom izolacji, parametry zwarciowe i inne wartości specyficzne dla projektu należy potwierdzić na podstawie danych sieciowych przed wyceną.

Co decyduje o wartości znamionowej cewki?

Samo napięcie systemowe nie jest wystarczające, aby wybrać cewkę tłumiącą łuk.

Obliczenia inżynieryjne zwykle wymagają uwzględnienia następujących parametrów.

1. Napięcie systemowe

Poziom napięcia określa koordynację izolacji, układ uzwojeń, wybór tulei i powiązane wymagania dielektryczne.

Typowe systemy mogą obejmować napięcia 6 kV, 10 kV, 20 kV, 35 kV i wyższe poziomy napięcia w zakresie projektowym produktu.

2. Pojemnościowy prąd ziemnozwarciowy

Jest to kluczowy czynnik wejściowy przy określaniu wymaganej zdolności kompensacyjnej.

Na wartość wpływa całkowita długość i rodzaj podłączonych linii i kabli, a także konfiguracja sieci.

3. Zakres kompensacji

Wymagany zakres kompensacji określa zakres indukcyjności, a co za tym idzie, rozmieszczenie zaczepów uzwojenia.

Sieć o dużym zróżnicowaniu prądu pojemnościowego może wymagać szerszego zakresu regulacji niż stosunkowo stabilna sieć.

4. Stuknij opcję Rozdzielczość

Liczba dostępnych dotknięć określa, jak dokładnie można zmienić ustawienie kompensacji.

Należy dobrać odpowiednią liczbę położeń oraz wymagany zakres pracy i dokładność sterowania.

5. Topologia sieci

Obliczenia powinny uwzględniać normalne i nietypowe konfiguracje operacyjne sieci. Jeśli linie zasilające są często przenoszone lub przełączane, sterownik może wymagać reakcji na większe zmiany pojemności sieci.

6. Zabezpieczenie ziemnozwarciowe

Cewka tłumiąca łuk powinna być skoordynowana z systemem wykrywania zwarć doziemnych i wyborem pola zasilającego.

Ustawienia zabezpieczeń zależą od metody uziemienia i charakterystyki prądu zwarciowego, dlatego sprzęt uziemiający i system ochronny należy projektować wspólnie.

Cewki przełączające i stałe pod obciążeniem

Główną różnicą nie jest po prostu obecność automatyzacji. Jest to możliwość modyfikowania efektywnych zwojów uzwojenia i poziomu kompensacji, podczas gdy urządzenie pozostaje w określonym stanie pracy.

Typowe środowiska instalacyjne

Ten typ cewki tłumiącej łuk można rozważyć w przypadku:

· Podstacje rozdzielcze 6–66 kV

· Sieci użyteczności publicznej średniego napięcia

· Systemy dystrybucji z przewagą kabli

· Mieszane sieci napowietrzne i kablowe

· Dystrybucja energii przemysłowej

· Sieci górnicze i przemysłu ciężkiego

· Systemy uziemienia punktu neutralnego podstacji

· Sieci z często zmieniającymi się konfiguracjami dostawców

· Systemy dystrybucyjne wymagające regulowanej kompensacji zwarć doziemnych

W przypadku projektów zewnętrznych konfiguracja sprzętu powinna uwzględniać temperaturę otoczenia, wysokość nad poziomem morza, poziom zanieczyszczenia, koordynację izolacji, wymagania dotyczące obudowy i warunki w miejscu instalacji.

Możliwości produkcyjne i fabryczne

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. zajmuje się produkcją transformatorów od 1999 roku.

Zakres produkcji obejmuje transformatory mocy, transformatory piecowe, transformatory prostownicze, reaktory i inny niestandardowy sprzęt elektryczny. Firma posiada doświadczenie produkcyjne obejmujące aparaturę do klasy 110 kV.

Yulan prowadzi zakład produkcyjny o powierzchni około 35 000 m², w tym około 15 000 m² powierzchni warsztatowej. Firma zatrudnia ponad 75 pracowników, w tym personel inżynieryjny i techniczny zaangażowany w projektowanie, produkcję i testowanie produktów.

Zasoby produkcyjne i testowe obejmują:

· 80-tonowy sprzęt dźwigowy

· System suszenia próżniowego w fazie gazowej nafty o mocy 400 kW

· Sprzęt do badania impulsów 1200 kV

· Transformator probierczy napięcia wytrzymywanego o częstotliwości sieciowej 400 kV

· Agregat prądotwórczy do testów indukcyjnych 300 kV

· Sterowany komputerowo sprzęt do nawijania pionowego

· Sprzęt do cięcia rdzenia

· Podstawowy sprzęt do przekrojów

· Hydrauliczne urządzenia prasujące

· Urządzenia do nawijania folii

· Inny sprzęt do produkcji transformatorów i reaktorów

Obiekty te wspierają produkcję i testowanie dostosowanego do indywidualnych potrzeb sprzętu transformatorowego i reaktora.

Zarządzanie jakością i testowanie fabryczne

Yulan obsługuje następujące systemy zarządzania:

·  ISO 9001:2015

·  ISO 14001

·  ISO 45001:2018

W przypadku cewek tłumiących łuk zakres kontroli fabrycznej i testów zależy od specyfikacji produktu końcowego, obowiązujących norm i wymagań klienta.

W zależności od projektu pakiet dokumentacji może obejmować:

· Rekordy testów rutynowych

· Wyniki testów związanych z izolacją

· Pomiary rezystancji uzwojenia

· Kontrola działania położenia zaczepu i przełącznika zaczepów

· Dane dotyczące wydajności elektrycznej

· Testy funkcjonalne układu sterowania

· Kontrola zabezpieczeń i alarmów

· Informacje z tabliczki znamionowej

· Rysunki techniczne

· Dokumenty kontroli fabrycznej

W razie potrzeby można zorganizować testy produktu zgodnie z obowiązującymi normami projektowymi i uzgodnioną specyfikacją techniczną.

Informacje o projekcie, które kupujący powinni dostarczyć

W przypadku wyceny technicznej przydatne są następujące informacje:

Wykres jednokreskowy i obliczenia pojemnościowego prądu zwarcia doziemnego są szczególnie przydatne przy zapytaniu o wycenę.

Konstrukcja zanurzona w oleju i sucha

Żadna konstrukcja nie powinna być wybierana wyłącznie na podstawie tego, czy jest ona wypełniona olejem, czy jest typu suchego. Należy wziąć pod uwagę parametry elektryczne, warunki instalacji, wymagania konserwacyjne, wymagania bezpieczeństwa przeciwpożarowego i standardy projektowe.

Często zadawane pytania

Co to jest cewka Petersena zanurzona w oleju?

Cewka Petersena zanurzona w oleju jest indukcyjnym urządzeniem uziemiającym podłączonym pomiędzy punktem neutralnym sieci dystrybucyjnej a ziemią. Kompensuje składową pojemnościową jednofazowego prądu zwarcia doziemnego.

Dlaczego warto używać przełącznika zaczepów pod obciążeniem?

Pojemnościowy prąd zwarcia doziemnego w sieci dystrybucyjnej może się zmieniać w miarę podłączania, odłączania lub rekonfiguracji zasilaczy i kabli. Przełącznik zaczepów pod obciążeniem umożliwia regulację indukcyjności cewki i prądu kompensacyjnego bez wyłączania sprzętu przy każdej zmianie.

Czy prąd kompensacyjny można regulować w sposób ciągły?

Nie koniecznie. Cewka przełączająca zaczepy zwykle zapewnia szereg dyskretnych położeń roboczych. Rzeczywista rozdzielczość regulacji zależy od konfiguracji uzwojenia i przełącznika zaczepów.

Czy konfiguracje 9, 15 i 19 kranów są standardowe?

Można je stosować w typowych konfiguracjach, ale ostateczna liczba pozycji zależy od wymaganego zakresu kompensacji, napięcia znamionowego, konstrukcji uzwojenia i wybranego przełącznika zaczepów.

Jak określić wymaganą pojemność cewki?

Kluczowym sygnałem wejściowym jest pojemnościowy prąd ziemnozwarciowy sieci. W obliczeniach należy uwzględnić długość linii zasilającej, długość kabla podziemnego, topologię sieci, poziom napięcia i konfiguracje operacyjne.

Czy cewka może całkowicie skompensować prąd zwarciowy?

Celem cewki jest kompensacja składowej pojemnościowej i zmniejszenie prądu resztkowego zwarcia doziemnego. Nie należy tego opisywać jako eliminującego każdy prąd zwarciowy lub gwarantującego wygaszenie łuku w każdych warunkach.

Czy ten produkt zastępuje system zabezpieczenia przed zwarciem doziemnym?

Nie. Cewka tłumiąca łuk i system zabezpieczający pełnią różne funkcje. Układ kompensacji uziemienia powinien być skoordynowany z wykrywaniem zwarć doziemnych i zabezpieczeniem linii zasilającej.

Czy można go stosować w sieci dystrybucyjnej 10 kV?

Tak. W zakresie projektowym produktu może mieścić się system 10 kV. Wymagany prąd kompensacyjny, zakres indukcyjności, konfiguracja zaczepów, poziom izolacji i funkcje sterujące nadal wymagają obliczenia na podstawie parametrów sieci.

Czy można go zaprojektować dla sieci 35 kV lub 66 kV?

Tak, z zastrzeżeniem konkretnego projektu elektrycznego i izolacji. Zastosowania wyższego napięcia wymagają odpowiedniej koordynacji izolacji, tulei, luzów, testów i rozwiązań zabezpieczających.

Jakie informacje powinienem przesłać prosząc o wycenę?

Podaj napięcie systemu, częstotliwość, pojemnościowy prąd zwarciowy doziemny, rozmieszczenie punktu neutralnego, schemat sieci, wymagany zakres kompensacji, warunki instalacji, wymagania dotyczące zaczepów, funkcje sterujące i obowiązujące normy.

O Yulan Transformatorze

Założona w 1999 roku firma Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. produkuje transformatory i reaktory do zastosowań użyteczności publicznej, przemysłowych i innych zastosowań elektrycznych.

Asortyment firmy obejmuje transformatory mocy, transformatory piecowe, transformatory prostownikowe, dławiki bocznikowe, dławiki szeregowe i niestandardowe wyposażenie reaktorów.

Dzięki możliwościom produkcji transformatorów i reaktorów do klasy 110 kV Yulan wspiera projekty wymagające niestandardowych parametrów elektrycznych, układów uzwojeń, systemów izolacji, konfiguracji przełączania zaczepów, funkcji kontrolnych i testów fabrycznych.

W przypadku zanurzonej w oleju cewki tłumiącej łuk pod obciążeniem ze zmianą zaczepów propozycję techniczną można opracować na podstawie parametrów sieci klienta, a nie wyłącznie na podstawie standardowego modelu produktu.