Роль масляных-погружных трансформаторов в промышленном секторе

Введение

Промышленные объекты получают электроэнергию среднего напряжения от электросети и распределяют ее по технологическому оборудованию при рабочем напряжении. Масляные-трансформаторы расположены в центре этой цепи, преобразуя входное напряжение в уровни, используемые двигателями, печами, приводами и системами управления, обеспечивая при этом изоляцию, полное сопротивление и перегрузочную способность, необходимые промышленным нагрузкам. Их роль определяется не одной функцией, а набором обязанностей, которые поочередно рассматриваются в данной статье.

Преобразование напряжения и распределение мощности

Основная задача масляного-трансформатора в промышленности — преобразование напряжения. Электростанция обычно получает электроэнергию с напряжением сети 11 кВ, 33 кВ или выше и понижает ее до 0,4 кВ, 0,66 кВ или другого уровня использования для распределительных устройств и центров нагрузки. Трансформатор образует распределительную магистраль станции, а его номинал определяет максимальную нагрузку, которую может обслуживать объект. Поскольку агрегаты с масляным-погружным насосом доступны в больших номиналах со ступенями охлаждения ONAN, ONAF и OFAF, они подходят для любых задач: от небольших заводских подстанций до тяжелых технологических процессов.

Надежность и защита поставок

Промышленные процессы зависят от непрерывного питания, и трансформатор способствует надежности несколькими способами. Его полное сопротивление ограничивает ток повреждения, который должно прерывать нижестоящее распределительное устройство, и изолирует сеть предприятия от помех на стороне энергоснабжения. Масло само по себе обеспечивает как изоляцию, так и диагностическую среду: анализ растворенного газа в пробах масла выявляет развивающиеся внутренние неисправности задолго до выхода из строя, поэтому предпочтительны масляные-трансформаторы, если ресурсы технического обслуживания позволяют контролировать состояние.

Тяжелые нагрузки: дуговые печи и сварка

Сталелитейные, литейные и производственные цеха используют дуговые печи и сварочное оборудование, потребляющее большие переменные токи. Эти нагрузки нуждаются в надежном и стабильном источнике питания с высокой -стойкостью к короткому замыканию и контролируемым регулированием напряжения. Печные трансформаторы и выпрямительные трансформаторы представляют собой специализированные масляные-погружаемые конструкции с усиленной механикой и согласованным импедансом, а распределительные трансформаторы, питающие сварочные отсеки, выбираются с учетом рабочего цикла и падения напряжения в процессе сварки. Масляное охлаждение выдерживает постоянную тепловую нагрузку, возникающую в этих приложениях.

Системы питания и привода двигателей

Двигатели потребляют большую часть промышленной электроэнергии, а трансформатор обеспечивает им правильный уровень напряжения и возможность-устранения неисправностей. Важно четко распределить обязанности: трансформатор подает мощность при номинальном напряжении, а скорость, крутящий момент и направление вращения контролируются пускателем двигателя или преобразователем частоты, а не самим трансформатором. Трансформаторы электростанции, питающие центры нагрузки двигателя, выбираются с учетом пускового тока, падения напряжения при запуске и гармоник, вносимых приводами, включая снижение номинальных характеристик для нелинейной нагрузки, когда приводы составляют большую часть подключенной нагрузки.

Качество электроэнергии и гармоники

Промышленные нагрузки генерируют гармоники от приводов, выпрямителей и дугового оборудования. Трансформатор влияет на качество электроэнергии тремя способами: его полное сопротивление формирует падение напряжения под нагрузкой, его конфигурация обмотки, такая как Dyn11, обеспечивает путь для некоторых гармонических токов и стабильную нейтраль, а его индуктивность рассеяния обеспечивает последовательный импеданс, который помогает ослабить высокочастотные помехи. Трансформатор сам по себе не удаляет гармоники; Фильтры гармоник и оборудование для подавления гармоник подбираются с учетом импеданса системы, поэтому данные трансформатора являются частью исследования качества электроэнергии.

Экологическая устойчивость

Промышленные площадки пыльны, влажны, подвержены коррозии и подвержены воздействию погодных условий. Герметичные масляные-трансформаторы защищают обмотки от влаги и загрязнений, а герметичный бак подходит для наружной установки с минимальным укрытием. Для сложных сред такие варианты, как баки с эпоксидным-покрытием, более высокой степенью защиты и альтернативные жидкости, расширяют диапазон применения; биоразлагаемые эфирные жидкости используются там, где решающее значение имеют экологический риск и пожарная безопасность.

Рекомендации по выбору и размеру

Номинальные характеристики: размер основан на фактическом профиле нагрузки, а не на подключенной нагрузке, включая допуск на рост и перегрузочную способность согласно IEC 60076-7.

Группа напряжения и вектора: сопоставьте напряжение сети, рабочее напряжение и схему заземления, обычно Dyn11 для распределительных сетей.

Импеданс: согласовывайте с исследованием защиты и допустимым регулированием напряжения для запуска больших двигателей.

Охлаждение: ONAN для простого режима работы, ONAF, когда необходима устойчивость к сезонным перегрузкам.

Стандарты: определите проектирование и тестирование в соответствии с серией IEC 60076 с региональной сертификацией, если этого требует проект.

Обслуживание

Программа технического обслуживания масляного-трансформатора сосредоточена на масле: ежегодный отбор проб на диэлектрическую прочность и влажность, периодический анализ растворенных газов, а также проверки указателя уровня, сапуна и защитных устройств. Бачок и втулки проверяются на предмет утечек и коррозии, а также проверяется система охлаждения. Эта программа является скромной по сравнению со стоимостью актива, поэтому масляные-трансформаторы остаются рабочей лошадкой в ​​промышленном энергораспределении.

Часто задаваемые вопросы

Почему в тяжелой промышленности предпочитаются масляные-трансформаторы?

Они сочетают в себе большую номинальную мощность, прочную механическую конструкцию, эффективное охлаждение и мониторинг состояния посредством анализа масла. Масляное охлаждение выдерживает большие нагрузки, а герметичная конструкция выдерживает промышленные условия лучше, чем открытые конструкции.

Регулируют ли трансформаторы скорость промышленных двигателей?

Нет. Трансформатор меняет уровень напряжения; Скорость, крутящий момент и направление двигателя контролируются стартером или преобразователем частоты. Трансформатор должен просто обеспечивать привод и двигатель достаточным напряжением и отказоустойчивостью, включая снижение номинальных значений гармоник.

В чем разница между охлаждением ONAN и ONAF?

ONAN использует естественную циркуляцию масла и естественную конвекцию воздуха, обеспечивая простую и бесшумную работу при базовой мощности. ONAF добавляет вентиляторы с принудительным обдувом-, которые повышают холодопроизводительность и, следовательно, допустимую нагрузку за счет затрат на техническое обслуживание и шума.

Как сопротивление трансформатора влияет на промышленное предприятие?

Импеданс устанавливает падение напряжения при полной нагрузке и доступный ток повреждения. Низкий импеданс обеспечивает лучшее регулирование напряжения, но более высокий ток повреждения, тогда как высокий импеданс ограничивает ток повреждения за счет регулирования. Значение выбирается с учетом изучения защиты и запуска двигателя-.

Можно ли использовать масляные-трансформаторы с возобновляемыми источниками энергии?

Да. Они широко используются в качестве интерфейсных трансформаторов для солнечных, ветровых и аккумуляторных установок, повышая напряжение инвертора до напряжения коллектора или сети. В спецификации указана схема заземления инвертора и гармонический режим преобразовательного оборудования.

Как часто следует проверять трансформаторное масло?

Не реже одного раза в год для обычных свойств, таких как диэлектрическая прочность и влажность. Анализ растворенного газа рекомендуется проводить каждые два-три года или раньше после предполагаемой неисправности или перегрузки, поскольку соотношение газов обеспечивает раннее предупреждение о внутреннем перегреве или разряде.