suchý transformátor s regulací pod zátěží o výkonu 16 000 kVA dodán do významného projektu v regionu Kuang-si, Čína

Přehled projektu

Společnost DINGXIN úspěšně dokončila a odeslala třífázový suchý transformátor s regulací pod zátěží typu SCZB18-16000/35/10,5 kV pro významný projekt v městě Che-čou v regionu Kuang-si, Čína.

The transformátor má jmenovitý výkon 16 000 kVA, primární napětí 35 kV a sekundární napětí 10,5 kV. Je vybaven regulátorem pod zátěží, který umožňuje regulaci napětí bez odstavení transformátoru při každé změně stupně.

Transformátor byl vyvinut pro aplikaci, ve které jsou klíčové nepřetržitost dodávky energie, stabilita napětí, požární bezpečnost a energetická účinnost.

Díky velké kapacitě, suché konstrukci, regulaci napětí za zatížení a návrhu s energetickou účinností třídy 1 poskytuje jednotka spolehlivé řešení pro přeměnu elektrické energie u kritických zátěží projektu.

Požadavky na projekt

Projekt vyžadoval transformátor s velkou kapacitou schopný napájet důležité zátěže, u nichž nelze běžně přerušit provoz kvůli úpravě napětí.

Hlavní technické požadavky zahrnovaly:

• jmenovitou kapacitu 16 000 kVA;
• primární napětí 35 kV;
• sekundární napětí 10,5 kV;
• třífázovou suchou konstrukci;
• možnost změny odboček za zatížení;
• stabilní sekundární napětí;
• snížené riziko požáru a úniku oleje;
• Třída energetické účinnosti 1;
• kontrolovaný nárůst teploty;
• spolehlivý izolační výkon;
• vysoká mechanická pevnost;
• monitoring teploty a řízení chlazení.

Klíčové projekty výzvy

Návrh suchého transformátoru s velkou kapacitou

Při výkonu 16 000 kVA musí transformátor vést významný vinutí proud a odolat významným elektromagnetickým silám za neobvyklých provozních podmínek systému.

Zvyšování kapacity také vyvolává další tepelné a mechanické výzvy, včetně:

• nárůstu teploty vinutí;
• místních horkých bodů;
• ztráty vodiče;
• rozvod chladicího vzduchu;
• síly zkratového proudu;
• namáhání izolace;
• konstrukční vibrace;
• provozní hluk.

Společnost DINGXIN musela optimalizovat jádro transformátoru, vinutí, izolaci, chladicí kanály, podpěry a rozhraní pouzdra jako jeden koordinovaný systém.

35 kV Izolační vlastnosti

Primární soustava 35 kV vyžaduje pečlivě řízené elektrické vzdálenosti a koordinaci izolace.

Návrh musel zohlednit:

• vydržitelné napětí při síťové frekvenci;
• požadavky na bleskový impulz;
• částečný výboj;
• izolace mezi fázemi;
• dráha povrchového průsaku;
• přepětí soustavy;
• prostřední a montážní podmínky.

U velké suché transformátoru je řízení výrobního procesu zvláště důležité, protože kvalita lití vinutí, umístění vodičů, rozhraní izolace a přesnost montáže mohou přímo ovlivnit výkon při částečných výbojích.

Regulace napětí bez běžného odstavení

Projekt zahrnuje důležitá zátěžová zařízení, která vyžadují vysokou úroveň spojitosti dodávky.

U beznapěťového přepínače odboček musí být transformátor před změnou polohy odboček odpojen od sítě. To může vést k přerušení napájení připojeného systému nebo vyžadovat samostatné přepínací zařízení.

Transformátor SCZB18-16000/35/10,5 kV proto využívá systém regulace napětí za zatížení. Přepínač odboček umožňuje úpravu převodového poměru transformátoru i za provozu pod zatížením, čímž pomáhá udržovat výstupní napětí 10,5 kV v požadovaném provozním rozsahu při změnách vstupního napětí nebo zatěžovacích podmínek.

Regulace napětí za zatížení nezaručuje, že celý elektrický systém nikdy neprodělá výpadek. Nicméně eliminuje běžné vypnutí za účelem úpravy odboček a tím podporuje lepší spojitost dodávky elektrické energie.

Požární bezpečnostní požadavky

Projekt vyžadoval řešení transformátoru vhodné pro aplikaci s přísnými požadavky na požární bezpečnost.

Na rozdíl od konvenčního olejového transformátoru suchý transformátor neobsahuje velké množství hořlavého minerálního izolačního oleje. To pomáhá snížit rizika spojená s únikem oleje, kontaminací oleje a požárem napájeným olejem.

Suchý typ konstrukce nezaručuje úplnou požární odolnost elektrické instalace. Stále jsou nezbytná vhodná ochrana, větrání, monitorování teploty, montážní vůle a opatření pro požární bezpečnost.

Třída 1 energetické účinnosti

Transformátor o výkonu 16 000 kVA může být v provozu po dlouhou dobu, takže i relativně malé rozdíly v ztrátách mohou vést k významným celoživotním nákladům na energii.

Aby byl splněn cíl projektu týkající se třídy 1 energetické účinnosti, společnost DINGXIN optimalizovala:

• materiál jádra a průřez jádra;
• hustotu magnetického toku;
• rozměr vodiče vinutí;
• hustotu proudu;
• rozložení únikového pole;
• konstrukci spojů;
• výkon chlazení;
• výrobní tolerance.

Cílem bylo snížit ztráty v chodu bez zátěže i pod zátěží, aniž by došlo ke zhoršení izolace, nárůstu teploty, mechanické pevnosti nebo spolehlivosti.

Inženýrské řešení společnosti DINGXIN

Společnost DINGXIN vyvinula transformátor speciálně pro kapacitu 16 000 kVA, napěťový poměr 35/10,5 kV, požadavky na regulaci za provozu a podmínky instalace suchého typu.

Optimalizovaný elektromagnetický návrh

Jádro a vinutí byly navrženy tak, aby byla dosažena rovnováha mezi účinností, regulací napětí, tepelným výkonem, impedancí a schopností odolat zkratovým proudům.

Inženýrský tým optimalizoval průřezy vodičů, geometrii vinutí, vzdálenosti izolace, chladicí kanály a konstrukční podpory, aby ovládl ztráty a nárůst teploty za jmenovitých provozních podmínek.

Systém regulace napětí za provozu

Transformátor je vybaven regulátorem napětí za provozu, který mění efektivní počet závitů primárního vinutí, zatímco je transformátor stále napájen a zatížen.

Toto umožňuje jednotce reagovat na změny vstupního napětí nebo zátěže systému a přispívá ke stabilizaci sekundárního napájení 10,5 kV.

Přepínač odboček lze koordinovat se systémem řízení napětí podle schváleného projektového návrhu. Ruční, místní automatické nebo dálkové ovládání lze nakonfigurovat podle konečných technických požadavků.

Suchá izolace a snížení rizika požáru

Transformátor používá suchý izolační systém místo velkého množství kapalné izolační oleje.

Tato konfigurace nabízí několik výhod pro vhodné instalace:

• žádná velká olejová nádrž;
• snížené riziko úniku oleje;
• snížené ohnivé zatížení související s olejem;
• čistší provoz v uzavřených prostorách;
• menší závislost na zařízeních pro obsahování oleje;
• pohodlné sledování teploty.

Tepelné sledování a chlazení

Suchý transformátor velké kapacity vyžaduje účinné odvádění tepla.

DINGXIN optimalizoval průchody vzduchu uvnitř a kolem vinutí, aby zlepšil výkon chlazení. Transformátor lze vybavit senzory teploty vinutí, digitálním regulátorem teploty, kontakty pro poplach, signály pro vypnutí a nuceným vzduchovým chlazením.

Pokud teplota vinutí nebo provozní zatížení dosáhne nastaveného prahu, lze aktivovat ventilaci, aby se zvýšil průtok vzduchu a zlepšilo odvádění tepla.

Konečná provozní strategie je určena návrhem projektu, jmenovitým výkonem transformátoru, pouzdrem, okolními podmínkami a schválenými teplotními limity.

Hlavní technické vlastnosti

• Model: SCZB18-16000/35/10,5 kV;
• jmenovitý výkon: 16 000 kVA;
• třífázový suchý transformátor;
• primární napětí 35 kV;
• sekundární napětí 10,5 kV;
• možnost změny odboček za zatížení;
• Návrh s energetickou účinností třídy 1;
• snížená rizika požáru a environmentální zátěže související s olejem;
• optimalizovaný tepelný a větrací návrh;
• posílené vinutí a konstrukční podpora;
• monitoring teploty a řízení chlazení;
• vhodné pro kritická zatížení a zatížení citlivá na přerušení.

Kontrola a zkoušky ve výrobní hale

Před odesláním transformátor prošel stanovenými výrobními kontrolami a továrními zkouškami.

Rozsah kontroly zahrnoval příslušné položky, například:

• měření odporu vinutí;
• měření napěťového poměru;
• ověření skupiny vektorů;
• měření zkratové impedance;
• měření ztrát za zatížení;
• měření ztrát a proudu naprázdno;
• zkouška odolnosti proti přiloženému napětí;
• zkouška odolnosti proti indukovanému napětí;
• měření částečných výbojů;
• funkční kontrola regulátoru napětí za zatížení;
• kontrola systému řízení teploty;
• kontrola chladicího systému;
• rozměrová a vizuální kontrola;
• ověření příslušenství a typového štítku.

Po dokončení požadovaných kontrol a potvrzení, že transformátor splnil dohodnuté dodací podmínky, byla jednotka připravena, naložena a odeslána na staveniště v Hezhou v provincii Kuang-si.

Výhody projektu

Regulace napětí bez vypnutí pro změnu odbočky

Zařízení pro změnu odboček za chodu umožňuje upravit napěťový poměr, zatímco je transformátor zatížen. To pomáhá vyhnout se výpadku pouze kvůli změně polohy odbočky.

U nepřetržitých průmyslových procesů a jiných důležitých zátěží může tato funkce zvýšit provozní flexibilitu a spojitost dodávky.

Stabilnější výstupní napětí 10,5 kV

Pokud se změní vstupní napětí 35 kV nebo připojená zátěž, zařízení pro změnu odboček může upravit převodový poměr transformátoru v rámci stanoveného rozsahu.

Tím se podporuje stabilnější výstupní napětí 10,5 kV pro zařízení napájená dále v síti.

Snížené riziko požáru souvisejícího s olejem

Suchý konstrukční typ eliminuje velké množství minerálního izolačního oleje, který se vyskytuje u běžných olejových transformátorů.

Tím se snižuje riziko úniku oleje a požáru způsobeného olejem, což činí transformátor vhodný pro projekty s přísnými požadavky na bezpečnost proti požáru a ochranu životního prostředí.

Nižší provozní náklady na energii během celého životního cyklu

Návrh třídy 1 energetické účinnosti snižuje ztráty transformátoru.

U jednotky o výkonu 16 000 kVA provozované po mnoho let mohou nižší ztráty přinést významné úspory energie a provozních nákladů.

Spolehlivá podpora zátěže velkých projektů

Elektromagnetický, izolační, tepelný a konstrukční systém transformátoru byly navrženy s ohledem na jeho velký výkon a provozní podmínky.

To umožňuje zařízení odolat náročnému provozu při zásobování hlavních zátěží projektů.

Úspěšná dodávka

Suchý transformátor SCZB18-16000/35/10,5 kV s regulací napětí za chodu byl úspěšně dokončen a odeslán na staveniště projektu.

Dodání představuje další důležitý milník ve vývoji suchých transformátorů s velkým výkonem společností DINGXIN pro kritické energetické aplikace.

Společnost DINGXIN bude projekt nadále podporovat v rámci dohodnutého rozsahu služeb, včetně technické dokumentace, pokynů pro instalaci, pomoci při uvedení do provozu a technické podpory po prodeji.

Shrnutí případové studie

Výzvou nebylo pouze vyrobit transformátor o výkonu 16 000 kVA. Projekt vyžadoval, aby společnost DINGXIN dosáhla rovnováhy mezi velkým výkonem, izolací 35 kV, regulací napětí za zatížení, bezpečností proti požáru u suchých transformátorů, energetickou účinností třídy 1, tepelným managementem a nepřetržitostí dodávek.

Díky projektově specifickému elektromagnetickému návrhu, optimalizovaným vinutím, systému regulace napětí za zatížení a komplexním opatřením pro řízení teploty společnost DINGXIN dodala transformátorové řešení, které odpovídá provozním požadavkům hlavního projektu v Hezhou.

Hledáte suchý transformátor s velkou kapacitou a regulací napětí za běhu? Kontaktujte společnost DINGXIN a uveďte požadavky na kapacitu, napětí, zátěž, instalaci, účinnost a dodání.