Керівництво по трансформаторам середньої напруги

 

 

Трансформатори середньої напруги є основними компонентами сучасної електричної інфраструктури. Покитрансформатори високої напругив основному використовуються для масової передачі електроенергії на великі відстані-збільшення потужності генератора для мінімізації втрат у мережі-трансформатори середньої напруги працюють у розподільчій мережі, перетворюючи електричну енергію з одного рівня напруги на інший у межах середнього діапазону. Це забезпечує безпечну та ефективну передачу електроенергії в промислові, комерційні та комунальні системи. Тому розуміння характеристик, типів і критеріїв вибору трансформаторів середньої напруги має важливе значення для інженерів, менеджерів об’єктів і спеціалістів із закупівель, які беруть участь у проектуванні та обслуговуванні електричних систем.

 

 

1.1 Визначення

Трансформатор середньої напруги – це електричний пристрій, який перетворює електричну енергію між рівнями середньої напруги-зазвичай вхідною розподільною напругою-і нижчою напругою, придатною для кінцевого-використання. З практичної точки зору, трансформатор середньої напруги отримує живлення при напрузі в діапазоні від приблизновід 2,4 кВ до 69 кВі знижує його до напруги використання, наприклад 480 В, 208 В або інших рівнів, необхідних для навантаження.

Точні межі напруги дещо відрізняються залежно від стандарту, який ви використовуєте. Згідно з ANSI (Американський національний інститут стандартів), трансформатори середньої напруги можуть витримувати напругу від2,4 кВ до 69 кВ. IEEE визначає системи середньої напруги в Сполучених Штатах як типові відвід 5 кВ до 35 кВдля більшості застосувань розподілу, з обладнанням, яке зазвичай розраховане на 5 кВ або 15 кВ. У Європі стандарт EN 50588-1 визначає трансформатори середньої потужності як трансформатори з найвищою напругою для обладнання понад 1,1 кВ, але не перевищує 36 кВ.

 

1.2 Роль у системі розподілу електроенергії

Щоб зрозуміти, куди підходять трансформатори середньої напруги, допоможе уявити ширшу ієрархію розподілу електроенергії:

Генерація → Трансмісія:Електростанції виробляють електроенергію за відносно низьких напруг, які потім підвищуються до високих або над{0}}високих напруг (від 115 кВ до 765 кВ) для ефективної-передачі на великі відстані.

Трансмісія → Розподіл:На підстанціях високі напруги знижуються до середніх (зазвичай від 5 кВ до 35 кВ) для розподілу через первинні фідери.

Розповсюдження → Замовник: Medium voltage transformers provide the final voltage transformation, stepping down the distribution voltage to utilization levels (e.g., 480 V, 240 V, 120 V) for end-use customers.

У багатьох випадках комунальне підприємство постачає електроенергію на об’єкт із середньою напругою, а об’єкт володіє та керує власним трансформатором середньої напруги для зниження напруги до низької. Таке розташування дозволяє об’єкту використовувати нижчі витрати на електроенергію, пов’язані з обслуговуванням середньої напруги, і дає власнику більший контроль над якістю електроенергії.

1.3 Основні стандарти та відповідність

Трансформатори середньої напруги виготовляються відповідно до низки галузевих стандартів, зокрема IEEE та IEC. У Сполучених Штатах характеристики та функціональність більшості розподільних трансформаторів підпадають підСтандарт IEEE C57.12.00(Стандартні загальні вимоги до рідинних-розподільних, силових і регулюючих трансформаторів). Однак багато інших стандартів застосовуються до конкретних типів трансформаторів і застосувань:

• IEEE C57.12.01:Стандартні загальні вимоги до сухих-розподільних і силових трансформаторів
• IEEE C57.12.34:Вимоги до трьох-розподільних трансформаторів трифазного-розподільчого типу із-самоохолодженням, що монтуються на панелі-
• IEEE C57.12.28/29:Цілісність корпусу-змонтованого обладнання
• IEC 60076:Серія міжнародних стандартів для силових трансформаторів, включаючи трансформатори середньої потужності
• NEMA TP-1:Керівництво з визначення енергоефективності для розподільних трансформаторів
• DOE 10 CFR, частина 431:Стандарти міністерства енергетики США для розподільних трансформаторів

Для установок у Сполучених Штатах відповідність вимогамНаціональний електротехнічний кодекс (NFPA 70)також є обов'язковим. У Канаді,Електричний кодекс Канади (CEC)застосовується.

 

 

 

Не всі трансформатори середньої напруги однакові. Вибір типу трансформатора суттєво впливає на вартість, безпеку, вимоги до встановлення та -тривалу надійність.

 

2.1 Рідкий-занурений проти сухого-типу

Це найбільш принципова відмінність серед трансформаторів середньої напруги.

Компроміс-між цими двома родинами є значним:

Атрибут	Рідина-Занурена	Сухий-тип
Пожежний ризик	Вищий-потрібний протипожежний захист для використання всередині приміщень	Низький-підходить для встановлення всередині приміщень
Ефективність охолодження	Відмінно (масло добре проводить тепло)	Помірний (залежить від циркуляції повітря)
Технічне обслуговування	Потрібна періодична перевірка масла та фільтрація	Низький рівень обслуговування
Тривалість життя	30–40 років типово	20–30 років типово
Типові застосування	Зовнішні підстанції, розподіл інженерних мереж	Внутрішні установки, комерційні будівлі
Початкова вартість	Зазвичай нижчий для того самого рейтингу	Як правило, вище для того самого рейтингу
Екологічний ризик	Витік масла може забруднити ґрунт	Немає рідини, немає ризику розливу

 

2.2 Трансформатори підстанцій

2.3 Трансформатори, встановлені-на панелі

2.4 Трансформатори, встановлені-на стовпі

2.5 Трансформатори з литої смоли

 

 

 

Фізична конструкція сердечника трансформатора визначає його ефективність, втрати та робочі характеристики.

3.1 Основні матеріали

Сердечник служить магнітним шляхом для передачі енергії між первинною та вторинною обмотками. Властивості його матеріалу безпосередньо впливають на-втрати без навантаження (втрати в сердечнику), ефективність і підвищення температури.

З-орієнтована кремнієва сталь (GOSS)залишається найпоширенішим матеріалом сердечника для трансформаторів середньої напруги. Він забезпечує високу магнітну проникність і низькі втрати на вихрові струми. GOSS розроблено з переважною орієнтацією зерен, яка вирівнює магнітні домени з напрямком магнітного потоку, максимізуючи ефективність.

Аморфні металеві сплавистали альтернативою для-енергоефективних розподільних трансформаторів. Ці матеріали забезпечують над-низькі втрати чавуну-зазвичай на 70%–80% нижчі, ніж звичайна кремнієва сталь-, але з вищою вартістю матеріалу. Вони особливо привабливі для трансформаторів, які працюють при низьких навантаженнях протягом тривалого часу.

Нанокристалічні магнітом'які сплавивиявляють чудові магнітні властивості на високих частотах і використовуються переважно в електронних або-спеціальних трансформаторах, а не в звичайних розподільних блоках 50/60 Гц.

 

 

 

Вибір правильного трансформатора починається з розуміння його основних характеристик.

4.1 Номінальна напруга

Кожен трансформатор середньої напруги має дві критичні номінальні напруги: первинну напругу (вхідна сторона) і вторинну напругу (вихідна сторона). Наприклад, трансформатор з номінальною напругою 13,8 кВ / 480 В отримує 13,8 кВ на первинній стороні та забезпечує 480 В на вторинній стороні.

Трансформатори також мають базовий імпульсний рівень (BIL), який представляє пікову напругу, яку може витримати ізоляція під час удару блискавки або перемикання. Для трансформаторів середньої напруги рейтинг BIL коливається від 60 кВ до 150 кВ або вище, залежно від класу напруги та застосування.

Номінальна потужність 4,2 кВА

Номінальна потужність трансформатора в кВА (кіловольт-ампер) вказує на його видиму потужність-скільки струму він може проходити без перегріву. Стандартні три{3}}фазні трансформатори середньої напруги кВА включають:30, 45, 75, 112,5, 150, 225, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000 і 2500 кВА.

Вибір правильного номінального значення кВА має вирішальне значення. Трансформатор із заниженим розміром буде перегріватися, зменшуючи термін служби ізоляції та потенційно спричиняючи передчасний вихід з ладу. Трансформатор великого розміру збільшує початкову вартість і може працювати неефективно при невеликих навантаженнях, оскільки втрати в сердечнику існують незалежно від навантаження.

4.3 Підвищення температури та класи ізоляції

Трансформатори вказані з рейтингом підвищення температури-зазвичай 80 градусів , 115 градусів або 150 градусів -що вказує на те, наскільки температура трансформатора підніметься вище температури навколишнього середовища за повного навантаження. Трансформатор із підйомом на 80 градусів працює значно холодніше, ніж трансформатор, розрахований на підйом на 150 градусів, що може призвести до довшого терміну служби ізоляції та кращої ефективності, а також вищої початкової вартості.

Класи ізоляції (клас A при 105 градусах, клас B при 130 градусах, клас F при 155 градусах, клас H при 180 градусах) визначають максимальну робочу температуру, яку можуть витримати ізоляційні матеріали без значного погіршення якості.

 

 

 

Спосіб з'єднання обмоток трансформатора визначає його роботу з незбалансованими навантаженнями, гармоніками та замиканнями на землю.

5.1 Основні типи підключення

Є три фундаментальнихз'єднання обмотоксхеми:

З'єднання зірка (Wye) (Y):Один кінець кожної фазної обмотки з’єднаний у спільній точці (нейтралі). З'єднання зіркою забезпечує нейтральну точку, яку можна заземлити.

Трикутник (D):Фази з'єднані в замкнутий контур без нейтральної точки. З’єднання «трикутник» за своєю суттю збалансовані та забезпечують шлях для струмів нульової -послідовності.

З'єднання зигзагом (Z):Спеціалізоване з’єднання, яке використовується головним чином для заземлення трансформаторів або трансформаторів з меншою потужністю. Зигзагоподібні з'єднання зазвичай використовуються тільки на вторинній стороні.

 

5.2 Позначення групи векторів

Векторна група трансформатора описує конфігурацію обмотки та співвідношення фаз між первинною та вторинною напругами. Нотація має стандартний формат:

Перша буква (велика) вказує на з'єднання первинної обмотки: D - трикутник, Y - зірка, Z - зигзаг.

Друга буква (мала) позначає з'єднання вторинної обмотки.

Буква «n» означає, що нейтральна точка винесена.

Число вказує на фазовий зсув у годиннику-годинному позначенні (помножте на 30 градусів, щоб отримати градуси затримки).

5.3 Порівняння Dyn11 і Yyn0

Дві векторні групи домінують у програмах розподілу:Dyn11іYyn0.

Dyn11містить первинну обмотку, з’єднану дельтою- (D) і вторинну обмотку, з’єднану зіркою- з нейтраллю (yn), зі зсувом фази 330 градусів (11 на годиннику). Первинка дельта забезпечує циркуляційний шлях для струмів нульової -послідовності та вловлює потрійні гармоніки (3-я, 9-та тощо), запобігаючи їх відображенню назад у мережу живлення. Dyn11 також чудово справляється з незбалансованими навантаженнями, що робить його кращим вибором для сучасних систем розподілу з не-лінійними навантаженнями, як-от комп’ютери, світлодіодне освітлення та частотно-регулювальні приводи.

Yyn0містить первинну обмотку,-з’єднану зіркою (Y) і вторинну обмотку-зіркою з нейтраллю (yn), з нульовим зсувом фази. Зіркова обмотка не має зворотного шляху для струмів нульової -послідовності. Як наслідок, на первинній напрузі можуть з’явитися потрійні гармоніки, а незбалансоване навантаження може спричинити зсув нейтралі, що призведе до дисбалансу фазної напруги. Yyn0 зазвичай обмежується додатками з мінімальним вмістом гармонік і збалансованим навантаженням. Існує додаткове обмеження: у трансформаторах Yyn0 струм нейтралі не повинен перевищувати 25% від номінального струму вторинної обмотки, тоді як Dyn11 може обробляти до 75%.

Коротше кажучи, для більшості сучасних застосувань-зокрема тих, що включають не-лінійні навантаження, центри обробки даних, промислові підприємства чи будь-які об’єкти зі значними-фазними навантаженнями-Dyn11 є векторною групою вибору.

 

Правильний вибір трансформатора є одним із найважливіших рішень у проектуванні енергосистеми. Помилки на цьому етапі можуть призвести до років неефективності або передчасної відмови.

6.1 Покрокова процедура визначення розміру-за-

Крок 1: Розрахуйте загальну потужність навантаження.Складіть інвентаризацію всіх навантажень, підключених після-трансформаторів, двигунів, освітлення, систем опалення, вентиляції та кондиціонування, офісного обладнання та виробничого обладнання.

Крок 2. Застосуйте коефіцієнти одночасності.Не всі навантаження працюють на повну потужність одночасно. Коефіцієнт різноманітності (зазвичай від 0,7 до 0,9) пояснює цю реальність.

Крок 3: Облік пускових струмів двигуна.Індуктивні навантаження, такі як двигуни, під час запуску споживають у 3-7 разів більше звичайного робочого струму. Трансформатор повинен мати достатню потужність, щоб витримати ці пускові струми без надмірного падіння напруги.

Крок 4: Застосуйте запас міцності.Додайте від 20% до 30% додаткової потужності, щоб врахувати коливання навантаження та майбутнє розширення.

Крок 5: Розрахунок потужності трансформатора.Використовуйте формулу:

Потужність трансформатора (кВА)=Загальна потужність навантаження (кВт) ÷ коефіцієнт потужності × запас безпеки

Типовий коефіцієнт потужності коливається від 0,8 до 0,95 для більшості промислових і комерційних навантажень.

Крок 6: Виберіть наступний стандартний розмір.Округліть до найближчого стандартного значення кВА зі списку в розділі 4.2.

 

6.2 Аспекти навколишнього середовища та застосування

Розрахунок розміру - це тільки початок. Кілька інших факторів впливатимуть на ваш остаточний вибір:

• Середовища з високою температурою:Для встановлення при високій температурі навколишнього середовища або на висоті понад 1000 метрів зменшіть номінальну потужність на 5–20% через зниження ефективності охолодження та ізоляції.
• Гармонійний вміст:Системи зі значним не-лінійним навантаженням (частотно-регулюючі приводи, системи ДБЖ, світлодіодне освітлення, комп’ютери) можуть потребувати трансформатора зК-факторний рейтингдля роботи з гармонійним нагріванням без зниження номінальних характеристик.
• Середовище встановлення:Сухі-трансформатори зазвичай віддають перевагу для внутрішнього встановлення, де пожежна безпека є проблемою. Рідинні-блоки є більш економічно-ефективнішими для зовнішнього встановлення з достатнім простором і герметичною системою.
• Ударні навантаження:Для таких навантажень, як зварювальні апарати або компресори, які потребують різкого високого струму, збільште потужність на 10–30%.

 

6.3 Стандарти ефективності та енергії

Енергоефективністьстає все більш важливим фактором при виборі трансформатора, що обумовлюється як експлуатаційними витратами, так і нормативними вимогами.

У Сполучених Штатах АмерикиМіністерство енергетики (DOE)встановлено обов’язкові стандарти ефективності для розподільних трансформаторів, які набувають чинності з 1 січня 2016 року відповідно до 10 CFR Part 431. Ці стандарти, які застосовуються до будь-якого розподільного трансформатора, виготовленого на цю дату або після цієї дати та проданого в будь-якому штаті США, базуються на ефективності, виміряній за35% навантаження-що відображає дослідження, які показують, що більшість розподільних трансформаторів працюють із середньою потужністю приблизно 35% від номінальної.

Для програм, що вимагають найвищої ефективності,NEMA Premiumефективність трансформаторів забезпечує приблизно на 30% менші втрати, ніж вимоги DOE 2016. Хоча початкова надбавка до вартості може бути значною, період окупності за рахунок зменшення втрат енергії часто є привабливим для трансформаторів із постійним навантаженням.

 

6.4 Імпеданс

Імпеданс трансформатора(виражене у відсотках) визначає, наскільки трансформатор обмежує струм пошкодження та яке падіння напруги відбувається під навантаженням. Стандартні розподільні трансформатори зазвичай мають імпеданс від 2% до 8%. Вищий імпеданс зменшує струм замикання та захищає наступне обладнання, але збільшує падіння напруги.

 

 

 

Правильне встановлення має вирішальне значення для безпеки, продуктивності та довговічності трансформатора. Встановлення, яке не відповідає вимогам кодексу, може призвести до перегріву, небезпеки ураження електричним струмом, помилок перевірки та потенційної юридичної відповідальності.

7.1 Зазор і робочий простір

Національний електричний кодекс (NEC) вимагає достатнього робочого простору навколо електричного обладнання, щоб забезпечити готову та безпечну роботу, технічне обслуговування та перевірку. Основні вимоги:

• Мінімальна висота вільного робочого простору:2,0 м (6,5 футів)
• Мінімальна ширина вільного робочого простору:914 мм (3 фути)
• Передній просвіт:Мінімум 3 фути (0,9 м) перед корпусами трансформаторів для перевірки та обслуговування
• Вентиляційний зазор:Зазвичай від 150 до 300 мм (6-12 дюймів) навколо вентильованих поверхонь для сухих трансформаторів-типу, щоб забезпечити безперешкодний потік повітря

Для трансформаторів, які-встановлюються на колодці, конкретні вимоги до вільного простору залежать від встановлення. NEC не завжди чітко вказує зазори ліворуч, праворуч і ззаду, але необхідно дотримуватися місцевих норм і інструкцій виробника. FM Global, наприклад, вимагає 25 футів між-заповненими мінеральним маслом трансформаторами, хоча ця вимога знижується до нуля для трансформаторів, які використовують менш-займисті рідини.

7.2 Розділення відсіків

Для установок середньої напруги відсіки середньої та низької напруги повинні бути розділені сталевим бар’єром, який простягається на всю висоту та глибину відсіків. Обидва відсіки мають бути виготовлені з листової сталі, що відповідає вимогам ANSI.

7.3 Заземлення

Належне заземлення має важливе значення для безпеки та захисту обладнання. Опір заземлення зазвичай має підтримуватися на рівніМенше або дорівнює 10 Ом. Нейтраль трансформатора (якщо є) має бути належним чином заземлена відповідно до конструкції системи та застосовних норм. Вимоги щодо заземлення детально описані в статті 250 NEC.

7.4 Протипожежний захист

Для масляних{0}}трансформаторів, встановлених у приміщенні або поблизу будівель, можуть знадобитися заходи протипожежного захисту. Вони можуть включати:

• Вогнестійкі -стіни або бар’єри
• Системи автоматичного пожежогасіння
• Утримання нафти (резервні резервуари для розливів або ями-утримання нафти)
• Автоматичні дренчерні системи для великих установок

Тип рідини, що використовується в трансформаторі, також впливає на вимоги протипожежного захисту. Трансформатори, наповнені менш{1}}займистими або біологічно розкладаними рідинами, можуть претендувати на обмежені зазори та спрощені заходи протипожежного захисту.

 

 

 

Захист трансформатора середньої напруги потребує узгодженого підходу, який усуває як внутрішні несправності, так і зовнішні збої в системі.

8.1 Захист від надструму

Вимоги NEC щодо захисту трансформатора від перевантаження по струму залежать від опору трансформатора. Для трансформаторів з повним опором 6% або менше NEC вимагає як первинного, так і вторинного захисту. Первинний запобіжник не повинен перевищувати 300% первинного -струму повного навантаження (FLA), а вторинний пристрій перевантаження по струму при 480 В не повинен перевищувати 125% вторинного FLA.

8.2 Запобіжники проти автоматичних вимикачів

Вибір між запобіжниками та автоматичними вимикачами для захисту трансформатора передбачає компроміс-:

У багатьох розподільчих мережах використовується комбінований підхід: запобіжники на первинній стороні для захисту-короткого замикання в поєднанні з-головним вимикачем низької напруги, який забезпечує захист від перевантаження.

 

 

 

 

 

Навіть найнадійніший трансформатор потребує регулярного обслуговування для досягнення повного терміну служби. Добре-продумана програма технічного обслуговування може подовжити термін служби трансформатора зі звичайних 20–30 років до 40 і більше років.

9.1 Прогнозне технічне обслуговування

Прогнозне обслуговування використовує інструменти діагностики для виявлення потенційних проблем до того, як вони призведуть до збою.

• Аналіз розчинених газів (DGA):Найпотужніший інструмент для оцінки справності масляних{0}}трансформаторів. Аналізуючи гази, розчинені в ізоляційній олії-водень, метан, ацетилен, етилен-техніки можуть виявити такі проблеми, як перегрів, дуга та руйнування ізоляції. Регулярний DGA забезпечує раннє попередження про несправності, що виникають, і допомагає визначити пріоритетність технічного обслуговування.
• Інфрачервона термографія (ІЧ сканування):Тепловізор виявляє гарячі точки, які вказують на слабкі з’єднання, з’єднання з високим-опіром, перевантаження або несправність ізоляції. Для трансформаторів-типу ІЧ-випромінювання іноді може виявляти ненормальне нагрівання пошкоджених контактів або інші несправності, які спричиняють підвищення температури на зовнішніх поверхнях.
• Моніторинг часткового розряду (PD):Часткові розряди є першими ознаками погіршення ізоляції. Моніторинг часткового розряду використовує датчики для виявлення електричних розрядів, що відбуваються в системі ізоляції трансформатора, перш ніж вони переростуть у повну несправність.

9.2 Профілактичне технічне обслуговування

Профілактичне технічне обслуговування здійснюється за фіксованим графіком для усунення нормального зносу.

• Регулярний відбір і тестування масла:Випробування напруги пробою вимірюють ізоляційну міцність масла; низький BDV вказує на забруднення або вологість. Вміст вологи слід вимірювати за допомогою титрування за Карлом Фішером і підтримувати його в допустимих межах.
• Перевірка втулки:Візуальний огляд на наявність тріщин, скупчення бруду та пошкоджень. Випробування на ємність і тангенс дельта оцінюють стан ізоляції вводу.
• Обслуговування пристрою РПН:Для трансформаторів із-перемикачами РПН (РПН) необхідно перевірити рівень масла, контакти перевірити на наявність нагару та очистити, а також замінити масло, якщо воно забруднене.
• Перевірка герметичності та виявлення витоків:Необхідно негайно виявити та усунути витоки масла, щоб зберегти цілісність ізоляції та запобігти забрудненню навколишнього середовища.

9.3 Періодичність перевірки

Хоча конкретні частоти залежать від критичності трансформатора та робочого середовища, загальні рекомендації включають:

• Візуальні перевірки:Щомісяця або щокварталу, зосереджуючись на рівнях масла, витоках, незвичному шумі та загальному стані
• Інфрачервона термографія:Щороку або частіше для критичних трансформаторів
• Відбір проб масла та DGA:Щорічно для стандартних установок; пів-року для критичних або сильно навантажених трансформаторів
• Електричні випробування (опір ізоляції, коефіцієнт витків, опір обмотки):Кожні 2-5 років
• Капітальний ремонт:Кожні 10-15 років для великих силових трансформаторів

 

 

 

Трансформатори середньої напруги мають надзвичайно різноманітне застосування.

10.1 Промислові об'єкти

На виробничих підприємствах і фабриках трансформатори середньої напруги живлять великі двигуни, машини та обладнання, які потребують вищих рівнів напруги для оптимальної роботи. Такі галузі, як автомобілебудування, хімічна промисловість, гірничодобувна промисловість і виробництво сталі, як правило, використовують власні системи розподілу середньої напруги, при цьому трансформатори знижують напругу мережі до напруги розподільної мережі, а додаткові трансформатори знижують до рівня використання машини.

10.2 Комерційні будівлі

Офісні комплекси, торгові центри, лікарні, готелі та інші комерційні заклади покладаються на трансформатори середньої напруги для освітлення, вентиляції, кондиціонування, ліфтів та інших важливих електричних навантажень. Великі комерційні будівлі часто отримують первинне обслуговування на середній напрузі (зазвичай 13,8 кВ або 4,16 кВ), знижуючи до 480 В для розподілу по всій будівлі, з додатковими трансформаторами низької-напруги, що обслуговують навантаження 120/208 В.

10.3 Підстанції

Електричні підприємства використовують трансформатори середньої напруги, щоб знизити напругу з ліній електропередачі до нижчих рівнів, придатних для розподілу побутовим і комерційним споживачам. Ці трансформатори,-які належать комунальним підприємствам, утворюють основу системи розподілу.

10.4 Системи відновлюваної енергії

Сонячні та вітрові електростанції містять трансформатори середньої напруги для підключення виробленої електроенергії до мережі. Оскільки відновлювана енергетика продовжує зростати, попит на трансформатори середньої напруги, розроблені спеціально для цих застосувань-включно з конструкціями, які забезпечують двонаправлений потік енергії та великі коливання напруги-значно зріс.

10.5 Центри обробки даних

Центри обробки даних є одними з найбільш вимогливих додатків для трансформаторів середньої напруги. Вони вимагають надзвичайно високої надійності (часто резервування N+1 або 2N), чудової якості електроенергії та високої ефективності завдяки безперервній роботі. Більшість центрів обробки даних використовують напругу середньої напруги (часто 13,8 кВ або 15 кВ), знижену до 480 В, із вторинними трансформаторами, що живлять системи ДБЖ і блоки розподілу електроенергії.

10.6 Заклади охорони здоров'я

Лікарні та заклади охорони здоров’я використовують трансформатори середньої напруги для живлення кількох комутаційних щитів-низької напруги, причому окремі трансформатори обслуговують критичні гілки, гілки безпеки життя та звичайні гілки живлення, щоб забезпечити роботу основних систем у будь-якому сценарії збою.

 

 

 

Робота з трансформаторами середньої напруги вимагає суворого дотримання правил безпеки. Ці пристрої перебувають під високою напругою та становлять значну небезпеку ураження електричним струмом:

• Тільки кваліфікований персоналповинні працювати або працювати на трансформаторах середньої напруги.
• Завжди вимикайте-напругутрансформатора та перевірте нульову напругу перед наближенням.
• Заземліть трансформаторпісля-знеструмлення та перед виконанням будь-яких робіт.
• Дотримуйтеся належної відстані підходуна основі рівня напруги.
• Використовуйте належні засоби індивідуального захисту (ЗІЗ)розрахований на доступний струм пошкодження.
• Дотримуйтеся процедур блокування/маркування (LOTO).відповідно до норм OSHA.

 

 

 

Загальна вартість володіння трансформатором середньої напруги значно перевищує початкову ціну придбання.

Початкова вартість закупівлісуттєво відрізняється залежно від типу: сухі-типи трансформаторів зазвичай коштують дорожче, ніж рідинні-занурені блоки того самого номінального значення, тоді як преміальні-ефективні моделі мають вищу ціну, ніж стандартні-моделі ефективності.

Витрати на монтажвключати підготовку майданчика, бетонну площадку або фундамент, електричні з’єднання, заземлення, протипожежний захист (якщо потрібно) і міркування про зазор для майбутнього доступу.

Втрати енергіїявляють собою найбільш значні поточні операційні витрати. Втрати без{1}}навантаження (втрати в сердечнику) присутні 24 години на добу, 365 днів на рік, незалежно від навантаження. Втрати навантаження (втрати міді) змінюються в залежності від квадрата струму навантаження. Для трансформатора, який безперервно працює при помірних навантаженнях, втрати енергії протягом 30-річного терміну служби можуть значно перевищувати початкову ціну придбання. Інвестування в високоефективний трансформатор із меншими втратами часто забезпечує привабливі фінансові прибутки.

Витрати на технічне обслуговуваннязалежать від типу трансформатора (рідкий-занурений вимагає регулярного тестування масла, сухий-тип потребує менше), місця встановлення та критичності для роботи.

Витрати--на утилізацію або переробку після закінчення терміну службиможе бути суттєвим для масляних-трансформаторів, особливо тих, що містять забруднене масло або поліхлоровані біфеніли (ПХБ) у старих блоках.

 

 

 

Трансформатори середньої напруги – це довговічна технологія-віком понад століття, яка постійно вдосконалюється, щоб відповідати новим вимогам ефективності, надійності та екологічності. Вони є зв’язком між високовольтною-мережею передачі та низько-системами напруги, які живлять наш світ.

Вибір, встановлення та технічне обслуговування цих трансформаторів є міждисциплінарною роботою, яка потребує розуміння електричних принципів, правил техніки безпеки, механічних міркувань і економічних-компромісів. Добре-вибраний, належним чином встановлений трансформатор середньої напруги, який ретельно обслуговується, забезпечить надійну службу протягом десятиліть. Недостатній, неправильно застосований або запущений блок може стати постійним джерелом проблем, підвищуючи витрати на електроенергію, порушуючи роботу та створюючи загрозу безпеці.

Незалежно від того, чи проектуєте ви новий об’єкт, замінюєте застаріле обладнання чи просто прагнете краще зрозуміти трансформатори у вашій існуючій системі, принципи, викладені в цьому посібнику, забезпечують основу для прийняття обґрунтованих рішень. Зверніть увагу на деталі-номінальну напругу, векторну групу, клас ізоляції, зазори, графік технічного обслуговування-і ваш трансформатор середньої напруги винагородить вас тихою, ефективною та довгостроковою-службою.