Трансформатор

Обща информация за категорията: Измервателен трансформатор за средно напрежение

Инструменталните трансформатори образуват критичния интерфейс за измерване и защита в среднонапрежени електрически подстанции, индустриални разпределителни табла и приложения за свързване към мрежата. Тази категория обхваща два основни типа трансформатори: токов трансформатор (CT), който намалява високите първични токове до стандартизиран вторичен сигнал за релета за защита и мерни уреди за търговско измерване; и напрежен трансформатор (VT), който намалява високото първично напрежение до безопасно и измеримо вторично ниво за метриране, откриване на земни повреди и схеми за защита, базирани на релета. И двата типа трансформатори се произвеждат и подлагат на типови изпитания според международните стандарти IEC и GB, което гарантира съвместимостта на всеки трансформатор с основните среднонапрежени разпределителни табла и системи за защита в електроцентрали на енергийни компании, свързвания на слънчеви ферми към мрежата и индустриални мрежи за разпределение на електроенергия по целия свят.

От техническа гледна точка най-важните параметри за избор на всеки измервателен трансформатор са клас напрежение, клас точност, номинално натоварване и тип изолация. Тези параметри не са взаимозаменяеми: недостатъчно висок клас точност може да доведе до неправилна работа на релета за защита по време на повреда, докато неподходящ избор на изолация за конкретната инсталационна среда води до ускорено диелектрично остаряване на трансформатора, което често остава незабелязано, докато не предизвика авария в експлоатация. Покупателите, които поставят цена на единица над техническата пригодност на трансформатора, понякога установяват по време на пускане в експлоатация, че разликата в спецификациите води до разходи за отстраняване, значително по-високи от ценовата разлика, която са оптимизирали. Решенията за набавяне на трансформатори се основават преди всичко на технически спецификации, а не само на предпочитания към определен бранд.

Основни характеристики на трансформаторите

Напрежението трансформатор JDZ(X)W-33 за външна употреба е трансформатор с епоксидно леене, предназначен за 33 kV външни инсталации, включително външни подстанции, превключвателни двора за свързване на слънчеви ферми към мрежата и 33 kV разпределителни мрежи в изложени среди. Този напрежение трансформатор използва циклоалифатично епоксидно покритие, което осигурява устойчивост към ултравиолетово лъчение, солена мъгла, влажност и индустриално замърсяване — което го прави подходящ за крайбрежни инсталации и тропически климатични зони с висока влажност, където стандартните епоксидни класове показват повърхностна деградация след няколко години работа. Трансформаторът е достъпен в еднообмотъчна и триобмотъчна конфигурация и поддържа класове на метрологична точност 0.2 и 0.5, както и изходен клас за защита 6P, което позволява едновременно тарифиране за приходи и релейна защита от един и същи трансформатор.

Моделите трансформатори за ток в закрито LZZBJ9-11 и LZZBJ9-33 са изработени чрез леене с епоксидна смола и са предназначени за вътрешни среднонапреженни приложения при 11 kV и 33 kV, включително електроцентрални подстанции, промишлени среднонапреженни разпределителни помещения и сгради на повишаващи подстанции за слънчеви електроцентрали. Този тип трансформатор за ток използва напълно уплътнена, самозагасваща епоксидна изолация, която устойчива на влажност, натрупване на прах и кондензация в околната среда на разпределителни помещения без постоянно климатично регулиране. Всеки трансформатор за ток поддържа класове на точност 0.2S и 0.5 за измерване, както и клас 10P за защита; налични са двойни и тройни ядра, които позволяват един и същ корпус на трансформатора да захранва независимо както комерсиален брояч, така и релейна защита — важно предимство за производители на панели, които интегрират измервателни и защитни вериги в ограничено пространство на трансформаторна клетка.

• Напрежени класове: 11 kV и 33 kV за измервателни трансформатори
• Точност на трансформаторите за ток: 0.2S, 0.5 (измерване); 10P (защита)
• Точност на трансформатора за напрежение: 0,2, 0,5 (за измерване); 6P (за защита)
• Изолация на трансформатора: епоксидно леяна (вътрешна употреба); циклоалифатично епоксидно леяна (външна употреба)
• Конфигурации на сърцевината: токов трансформатор с една, две или три сърцевини; трансформатор за напрежение с една или три намотки
• Стандарти: международни стандарти IEC и GB за всеки тип трансформатор

Често срещани приложения на трансформатори

Измервателните трансформатори от тази категория се използват в широк спектър от приложения в средноволтовата електрическа инфраструктура. Основният контекст на приложение са разпределителните подстанции на енергийните компании, където във всяка фидерна клетка и секция на шината се монтират токов и напрежен трансформатор, за да осигурят входни сигнали за измерване и защита към системите за автоматизация на подстанциите и за фактуриране на енергията. Промишленото електрозахранване — включително производствени заводи, минни обекти и предприятия от процесната индустрия със средноволтово захранване — използва измервателни трансформатори в основната входна клетка с прекъсвач както за измерване, така и за защита при аварии.

Проектите за възобновяема енергия, особено фермите за слънчева фотоволтаична енергия, са станали значим сегмент на приложение за измервателни трансформатори на 33 kV. Прекъсвачните подстанции за свързване към мрежата на слънчевите ферми изискват единици за напрежение, предназначени за употреба на открито, които издържат пълно външно излагане през сезонните цикли на влажност и имат стабилност спрямо ултравиолетовото излъчване, съответстваща на експлоатационния живот на инсталацията – 20–25 години. Циклоалифатичната епоксидна инкапсулация на външния трансформатор за напрежение JDZ(X)W-33 отговаря на това изискване. Успешното изпълнение на типовото изпитание според IEC е задължителен първоначален етап за всеки трансформатор, но не гарантира дългосрочна надеждност при инсталации по крайбрежни територии или при високо ниво на ултравиолетово излъчване – разликата обикновено става очевидна, когато нивата на влажност и ултравиолетово излъчване в околната среда се различават от предположенията, заложени в протокола за изпитание.

Производителите на панели и системните интегратори, които сглобяват панели за средно напрежение (MV), използват трансформатори за ток и трансформатори за напрежение, доставени като съвместими комплекти заедно с панелите за средно напрежение, което опростява интеграцията на вторичната верига. Класовете на точност, изчисляването на натоварването и съвместимостта с релета се проверяват на етапа на сглобяване на панела, което намалява риска от неправилно функциониране на защитата след пускане в експлоатация поради несъответствие между класа на точност на трансформатора за ток и натоварването на свързаното реле.

Как да изберете правилния трансформатор

Изборът на подходящ трансформатор за измерване за приложение със средно напрежение включва серия последователни решения. Прилагането им по реда им води до спецификация на трансформатора, която е както технически коректна, така и подходяща за конкретната инсталационна среда.

Стъпка 1 — Потвърждаване на класа на напрежение на трансформатора. Трансформаторите за ток и напрежение се класифицират според максималното системно напрежение. За системи с номинално напрежение 11 kV е подходящ трансформатор от клас 11 kV. За системи с напрежение 33 kV е необходим трансформатор с класификация 33 kV. Проверете действителното максимално работно напрежение срещу максималното номинално напрежение на трансформатора — не само спрямо номиналната класификационна маркировка.

Стъпка 2 — Определете класа на точност на трансформатора според приложението. За измерване с цел разплащане се изисква клас на точност 0.2 или 0.2S за трансформатор на тока. Приложенията за защита използват клас 10P за трансформатор на тока и клас 6P за трансформатор на напрежението, които определят поведението при аварийни токове, а не метрологичната точност. Ако един и същи корпус на трансформатор трябва да захранва както измервателно реле, така и реле за защита, е необходимо конфигурация с двойно или тройно ядро. Разделянето на изхода на едноядрен трансформатор между две вериги компрометира и двете функции.

Стъпка 3 — Изберете типа изолация на трансформатора според средата на инсталиране. Вътрешните уреди за измервателни трансформатори в контролирани среди използват стандартен огнеустойчив епоксид. За трансформаторни инсталации на открито — или за вътрешни инсталации без климатичен контрол в тропически или крайбрежни среди — се изисква епоксидно потапяне от класа за употреба на открито с циклоалифатична основа. Номиналният ток, посочен на табелката на трансформатора, се определя въз основа на стандартно предположение за температурата на околната среда, обикновено 40 °C според IEC. В климатични зони, където температурата на околната среда редовно надвишава тази стойност — което е често срещано в Египет, Кения, Индонезия и екваториалните региони — потвърдете приложимия коефициент за намаляване на мощността с техническия лист на трансформатора, преди да финализирате токовото съотношение.

Стъпка 4 — Проверете натоварването и съотношението на трансформатора. Натоварването на трансформатора за ток или напрежение определя максималното вторично натоварване, което може да се свърже. Трансформатор с номинално натоварване, по-ниско от действителното натоварване на релето и измервателния уред във вторичната верига, води до падане на вторичното напрежение, което намалява точността на измерванията. Указвайте натоварването на трансформатора след завършване на проектирането на вторичната верига, а не преди това — това ограничение важи независимо от това дали трансформаторът отговаря на декларираната класа на точност върху табелката му.

Защо спецификацията на трансформатора има значение за международните покупатели

Закупката на измервателни трансформатори за международни проекти включва етап на проверка на съответствието, който често се подценява на етапа на техническите спецификации. Съответствието със стандарти на IEC е задължително начало за всеки трансформатор, но не осигурява еднакво пазарно приемане във всички целеви страни. Русия (GOST), Бразилия (ABNT/INMETRO) и Индонезия (SNI) поддържат национални изисквания за сертифициране допълнително към съответствието с IEC, а документацията, необходима за доказване на съответствие, се различава според пазара. Покупателите, които импортират трансформатори за проекти в тези пазари, трябва да потвърдят приложимото изискване за сертифициране с техническия отговорник по проекта или с местния оператор на електрическата мрежа преди оформяне на поръчката.

Решенията за покупка на трансформатори за ток и трансформатори за напрежение се влияят значително от номиналните параметри, доказателства за извършени типови изпитания, съвместимост на класа на точност със свързаната система за защита и способността на доставчика да предостави пълна документация за преглед при представяне на проекта. За купувачи, които набавят продукти от установен производител за износ с опит в доставки за множество региони — в Югоизточна Азия, Източна Европа, Южна Америка, Близкия изток и Африка — пътят към съответствие с изискванията за всяка трансформаторна категория обикновено е по-предсказуем: наличните отчети от типови изпитания, сертификати за калибриране и форматите на документацията за трансформаторите са известни още преди подаване на поръчката. Това има най-голямо значение на етапа на представяне на проекта, когато грешка в спецификацията или липса на документация за предложената трансформаторна единица води до забавяния и допълнителни разходи, които са несъразмерно големи спрямо икономиите от цената, които са мотивирали първоначалното включване в краткия списък.