Operațiunile de comutare la transformatoarele immerse în ulei sunt proceduri de rutină, dar cruciale în sistemul de alimentare. În calitate de furnizor reputat de transformatoare imersate în ulei, am fost martor direct la diferitele efecte pe care aceste operațiuni le pot avea asupra transformatoarelor și a rețelei electrice în ansamblu. În acest blog, vom aprofunda în multiplele aspecte ale impactului operațiunilor de comutare asupra transformatoarelor imersate în ulei.
Impact electric
Supratensiuni tranzitorii
Unul dintre cele mai semnificative efecte electrice ale operațiunilor de comutare asupra transformatoarelor immerse în ulei este generarea de supratensiuni tranzitorii. Când un transformator este pornit sau oprit, are loc o schimbare bruscă a circuitului electric. Acest lucru poate duce la crearea de supratensiuni tranzitorii de înaltă frecvență. Aceste supratensiuni pot fi de câteva ori mai mari decât tensiunea normală de funcționare.
De exemplu, în timpul alimentării unui transformator immers în ulei, curentul de pornire poate provoca o creștere rapidă a tensiunii pe înfășurări. Mărimea curentului de pornire depinde de diverși factori, cum ar fi fluxul rezidual în miez, momentul comutării și impedanța sistemului. Supratensiunile tranzitorii de mare magnitudine pot solicita sistemul de izolație al transformatorului. Izolația în transformatoare imersate în ulei, care constă din hârtie și ulei, este proiectată pentru a rezista la un anumit nivel de tensiune. Supratensiunile tranzitorii excesive pot duce la descărcări parțiale în interiorul izolației, care în timp pot degrada performanța izolației și în cele din urmă pot cauza defecțiuni ale izolației.
Curenți de aprindere
Curenții de pornire sunt o altă consecință electrică majoră a operațiunilor de comutare. Când un transformator immers în ulei este alimentat, prin înfășurări poate trece un curent mare de pornire. Acest curent de pornire poate fi de până la 10 - 20 de ori curentul nominal al transformatorului. Curentul mare de pornire poate provoca solicitări mecanice asupra înfășurărilor transformatorului. Forțele electromagnetice generate de curentul de aprindere pot duce la deformarea înfășurării. Dacă deformarea înfășurării este severă, poate afecta performanța electrică a transformatorului și poate duce chiar la scurtcircuite între spire.
Mai mult, curenții de pornire pot provoca și probleme în sistemul de alimentare. Acestea pot provoca scăderi de tensiune în sistem, care pot afecta alte echipamente electrice conectate la aceeași rețea. Pentru aplicațiile industriale, scăderile de tensiune pot perturba funcționarea echipamentelor sensibile, cum ar fi controlerele logice programabile (PLC) și variatoarele de frecvență (VFD).
Impact termic
Creșterea temperaturii
Operațiile de comutare pot avea, de asemenea, un impact termic asupra transformatoarelor imersate în ulei. În perioada curentului de pornire, curentul mare care curge prin înfășurări generează căldură suplimentară. Căldura generată este proporțională cu pătratul curentului. Deși curentul de pornire este un fenomen tranzitoriu, fluxul de curent mare pe termen scurt poate provoca o creștere semnificativă a temperaturii în înfășurări.
Uleiul din transformator joacă un rol crucial în disiparea căldurii generate în înfășurări. Cu toate acestea, dacă curentul de pornire este prea mare sau dacă operațiunile de comutare sunt frecvente, uleiul poate să nu poată disipa căldura eficient. Acest lucru poate duce la o creștere locală a temperaturii în înfășurări, ceea ce poate accelera îmbătrânirea izolației. Îmbătrânirea izolației este un proces dependent de temperatură, iar o temperatură mai ridicată poate reduce semnificativ durata de viață a izolației.
Degradarea uleiului
Căldura generată în timpul operațiunilor de comutare poate afecta și calitatea uleiului de transformator. Uleiul de transformator nu este folosit doar pentru izolare, ci și pentru răcire. Temperaturile ridicate pot provoca oxidarea și descompunerea uleiului. Oxidarea uleiului duce la formarea de nămol și acizi. Nămolul se poate acumula în transformator, blocând canalele de curgere a uleiului și reducând eficiența răcirii. Acizii pot coroda părțile metalice din interiorul transformatorului, cum ar fi înfășurările și miezul.
Impact mecanic
Vibrații și zgomot
Operațiunile de comutare pot provoca vibrații mecanice în transformatoarele cu scufundare în ulei. Curentul de pornire și forțele electromagnetice asociate pot face înfășurările și miezul să vibreze. Aceste vibrații pot genera zgomot. Nivelul de zgomot al unui transformator în timpul operațiunilor de comutare poate fi semnificativ mai mare decât nivelul normal de zgomot de funcționare.
Vibrațiile excesive pot provoca, de asemenea, uzura mecanică și rupere a componentelor transformatorului. Vibrațiile pot slăbi conexiunile mecanice din interiorul transformatorului, cum ar fi șuruburile de strângere ale înfășurărilor și miezului. Conexiunile slăbite pot duce la creșterea rezistenței electrice, care la rândul său poate provoca încălzirea locală și degradarea în continuare a transformatorului.
Integritate structurală
Solicitarea mecanică cauzată de operațiile de comutare poate afecta și integritatea structurală a rezervorului transformatorului. Schimbarea bruscă a forțelor electromagnetice în timpul comutării poate crea unde de presiune în interiorul rezervorului umplut cu ulei. Aceste unde de presiune pot exercita stres asupra pereților rezervorului. Dacă rezervorul nu este proiectat să reziste la aceste solicitări, poate dezvolta fisuri sau scurgeri. Un rezervor crăpat sau cu scurgeri poate duce la scurgeri de ulei, care nu reprezintă doar un pericol pentru siguranță, ci și o preocupare pentru mediu.
Impact asupra sistemului de alimentare
Stabilitatea sistemului
Operațiunile de comutare pe transformatoare cu ulei - pot avea un impact asupra stabilității sistemului de alimentare. După cum sa menționat mai devreme, curenții de pornire pot provoca scăderi de tensiune în sistem. Scăderile de tensiune pot afecta funcționarea altor generatoare și sarcini din sistem. Dacă scăderea tensiunii este severă și durează mult timp, poate duce la declanșarea releelor de protecție, ceea ce poate provoca o cascadă de întreruperi în sistemul de alimentare.
În plus, supratensiunile tranzitorii generate în timpul operațiunilor de comutare pot afecta și funcționarea altor echipamente din sistemul de alimentare. De exemplu, descărcătoarele pot fi activate din cauza supratensiunilor tranzitorii de mare magnitudine. Dacă descărcătorul de supratensiune este suprasolicitat, acestea se pot defecta, ceea ce poate compromite și mai mult protecția sistemului de alimentare.
Măsuri de atenuare
Pentru a reduce impactul negativ al operațiunilor de comutare asupra transformatoarelor imersate în ulei, pot fi luate mai multe măsuri de atenuare. Una dintre metodele comune este utilizarea rezistențelor de pre-inserție în timpul alimentării transformatorului. Rezistoarele de pre-inserție pot limita curentul de pornire prin creșterea treptată a tensiunii aplicate transformatorului. Acest lucru reduce stresul asupra înfășurărilor și izolației.
O altă măsură este utilizarea tehnologiei de comutare controlată. Comutarea controlată implică comutarea transformatorului într-un moment specific al formei de undă a tensiunii pentru a minimiza curentul de pornire și supratensiunile tranzitorii. Această tehnologie necesită sisteme de control sofisticate, dar poate îmbunătăți semnificativ performanța transformatorului în timpul operațiunilor de comutare.
Ofertele noastre
În calitate de furnizor de transformatoare immerse în ulei, oferim o gamă largă de transformatoare de înaltă calitate, inclusiv10 KV ulei - transformator de distribuție immers,Transformator de putere cu scufundare în ulei, și35 KV ulei - transformator de distribuție immers. Transformatoarele noastre sunt proiectate pentru a rezista la impactul operațiunilor de comutare. Folosim materiale de izolare avansate și tehnici de fabricație pentru a asigura fiabilitatea și durabilitatea produselor noastre.
Dacă vă aflați pe piața transformatoarelor immerse în ulei sau aveți întrebări despre impactul operațiunilor de comutare asupra transformatoarelor, vă încurajăm să ne contactați pentru o discuție detaliată. Echipa noastră de experți este pregătită să vă ofere cele mai bune soluții pentru nevoile dumneavoastră de energie.
Referințe
- Gross, G. și Humpage, A. (2007). Analiza și proiectarea sistemului de alimentare. Cengage Learning.
- Arrillaga, J., & Watson, NR (2001). Calitatea sistemului de alimentare. John Wiley & Sons.
- Kundur, P. (1994). Stabilitatea și controlul sistemului de alimentare. McGraw - Hill.