Что такое двухобмоточный масляный силовой трансформатор РПН?

I. Определение продукта и интерпретация модели

Двухобмоточный силовой масляный трансформатор с регулированием напряжения под нагрузкой относится к:

• Двойная обмотка: содержит только два комплекта обмоток высокого и низкого напряжения. Структура проще, чем у трехобмоток, и подходит для преобразования одного уровня напряжения.

• Регулирование напряжения под нагрузкой: Оборудован переключателем ответвлений под нагрузкой (OLTC), который может переключать ответвления для регулировки коэффициента трансформации и стабилизации выходного напряжения, когда трансформатор работает под нагрузкой, не прерывая электропитание.

• Тип с масляной погружением: корпус устройства погружен в изоляционное масло. Масло выполняет функции изоляции, отвода тепла и гашения дуги. Обычно он имеет гофрированный масляный бак или маслорасширитель.

Типичный пример модели: SZ11-31500/35.

• S: трехфазный

• Z: регулирование напряжения под нагрузкой (без этой буквы обычно означает регулирование напряжения без возбуждения)

• 11: Код уровня производительности (соответствует уровням энергоэффективности, например S13/S20/S22 и другим итерациям).

• 31500: Номинальная мощность (кВА).

• 35: Номинальное напряжение стороны высокого напряжения (кВ).

II. Состав основной структуры

Структуру этого продукта можно разделить на следующие основные системы:

1. Компоненты кузова

• Железный сердечник: в нем используются холоднокатаные листы кремнистой стали с текстурированной текстурой и высокой магнитной проницаемостью, а также многослойная структура с полностью наклонными соединениями для снижения потерь и шума на холостом ходу.

• Обмотка: Двухобмоточная концентрическая структура, высоковольтная обмотка оснащена несколькими группами отводов, ведущих к переключателю отводов; в обмотке низкого напряжения в основном используется медная фольга или провод из бескислородной меди для повышения механической прочности и устойчивости к короткому замыканию.

2. Устройство регулирования давления (разность сердечников)

• Устройство РПН (РПН): Содержит селекторный переключатель, дивертер, переходной резистор или вакуумный прерыватель. Он имеет независимое гашение дуги и структуру масляной камеры, предотвращающую загрязнение изоляционного масла основного бака карбидами, образующимися при переключении. Он имеет переходный процесс «сначала замыкает, а затем размыкает» для обеспечения непрерывности тока.

3. Топливный бак и масляная система.

• Топливный бак: Он разделен на гофрированный топливный бак (полностью герметичный, не требующий обслуживания, расширяющийся и сжимающийся в зависимости от температуры масла) или топливный бак с маслорасширителем (оснащенный влагопоглотителем и указателем уровня масла).

• Изоляционное масло: играет роль изолирующей и охлаждающей среды. Необходимо регулярно контролировать напряжение пробоя и содержание следов воды.

4. Система защиты и вспомогательного управления.

• Оснащен газовым реле (защита газа), предохранительным клапаном, термометром (температура верхней части масла/горячая точка обмотки) и дополнительным автоматическим регулятором напряжения (AVC) для дистанционного или автоматического регулирования передачи.

III. Принцип работы: Как реализовать «регулирование напряжения под напряжением»?

Его основной принцип по-прежнему основан на законе электромагнитной индукции (U_1/U_2 = N_1/N_2). Суть регулирования напряжения заключается в изменении эффективного числа витков N_1 высоковольтной обмотки:

• Когда напряжение низкое: контроллер дает команду переключателю ответвлений сработать, увеличить количество витков на стороне высокого напряжения (переключиться на низкую передачу) и увеличить коэффициент трансформации, тем самым увеличивая выходное напряжение вторичной стороны.

• При высоком напряжении: уменьшите количество витков на стороне высокого напряжения (переведите на высокий уровень), уменьшите коэффициент трансформации и уменьшите напряжение на вторичной стороне.

Процесс переключения под нагрузкой (ключ):

В момент переключения переходная цепь (в том числе переходной резистор) шунтирует два соседних отвода, ограничивая контурный ток и завершая гашение дуги, реализуя бесперебойную передачу тока нагрузки без отключения электроэнергии в течение всего процесса.

IV. Технические характеристикии преимущества

• Высокая непрерывность электропитания. В отличие от регулирования напряжения без возбуждения (которое требует регулировки при отключении питания), регулирование напряжения под нагрузкой реализует динамическую коррекцию напряжения, что особенно подходит для нагрузок, которые чувствительны к напряжению или не могут быть отключены (например, линии по производству полупроводников и больницы).

• Контролируемое качество напряжения: диапазон регулирования напряжения обычно составляет ±10% или ±15% (например, 35±3×2,5%), что позволяет эффективно компенсировать падение напряжения в сети и колебания электросети.

• Сильное рассеивание тепла и перегрузочная способность: масляная конструкция сочетается с чип-радиатором или воздушным охлаждением (ONAF), что подходит для длительной эксплуатации средних и больших мощностей (например, 800 ~ 31500 кВА или даже больше).

• Повышение энергоэффективности: большинство современных продуктов соответствуют стандарту энергоэффективности GB 20052-2020 (уровень S22/S20), а потери на холостом ходу значительно ниже, чем у старых моделей (S9/S11).

V. Типичные сценарии применения

1. Региональная подстанция и распределительная сеть: главный трансформатор подстанции 35 кВ/10 кВ или 110 кВ/10 кВ, используемый для регулировки напряжения питающей сети для обеспечения качества бытовой и коммерческой электроэнергии.

2. Промышленные и горнодобывающие предприятия, а также тяжелая промышленность. Сценарии ударных нагрузок, такие как сталелитейная, химическая и электролитическая алюминиевая промышленность, требуют частого регулирования напряжения для компенсации смещений напряжения, вызванных сильными колебаниями нагрузки.

3. Подключение к новой энергосистеме (фотоэлектрическая/ветровая энергия): напряжение на стороне производства электроэнергии сильно колеблется из-за воздействия окружающей среды. Регулирование напряжения под нагрузкой может стабилизировать напряжение на шине повышающей станции и соответствовать спецификациям подключения к сети.

4. Трансформация сельской электросети: радиус электроснабжения большой, а напряжение на клеммах низкое. Проблемы низкого напряжения решаются за счет регулирования напряжения под нагрузкой за счет замены старых распределительных трансформаторов с высокими потерями.

VI. Ключевые моменты при выборе, эксплуатации и обслуживании

• Емкость и сопротивление короткого замыкания: необходимо рассчитать запас нагрузки (рекомендуется оставить 10–15%), а сопротивление короткого замыкания должно соответствовать уровню тока короткого замыкания системы (обычно 4–10%).

• Диапазон ответвлений и тип переключателя: выберите диапазон ±10% или более широкий в зависимости от колебаний напряжения в местной электросети; подтвердите, является ли привод ручным, электрическим или дистанционным управлением SCADA.

• Эксплуатация и техническое обслуживание: сосредоточьтесь на мониторинге хроматографического анализа масла (DGA) переключателя ответвлений под нагрузкой и будьте внимательны к появлению ацетилена (опасность выброса); регулярно проверяйте количество срабатываний переключателя и износ контактов, а также выполняйте подъем сердечника или техническое обслуживание по замене масла в соответствии с инструкциями производителя.

Краткое содержание:Двухобмоточные масляные трансформаторы РПН по-прежнему являются основным оборудованием в современной сфере распределения электроэнергии среднего и высокого напряжения благодаря своей высокой надежности, возможности непрерывного регулирования напряжения и отработанной технологии масляной изоляции. С улучшением стандартов энергоэффективности и развитием интеллекта (онлайн-мониторинг, автоматическое регулирование напряжения) роль поддержки напряжения в новых энергосистемах станет более заметной.