Како да се димензира трансформаторска постројка за максимална поуздност?

Основи на дизајн на трансформаторска постројка и избор на опрема

Инженерски принципи за поуздана планирање на трансформаторска постројка

Добро планирање на трансформаторските станиците започнува со разгледување на електричните товари и утврдување на нивоата на кvar како прва работа. Овие студии им кажуваат на инженерите каква опрема треба да специфицираат и како правилно да ја постават заштитната систематика. При дизајнирањето на трансформаторски станици, инженерите мора да размислат за моменталната побарувачка, но исто така и да планираат напред за времето кога товарите ќе растат со текот на времето. Стабилноста на системот е уште една голема загриженост во време на квадови, па затоа ова бара внимателно разгледување. Одбирањето на соодветните напонски нивоа исто така е важно. Тие треба да одговараат на она што веќе постои од страна на преносот, но истовремено да оставаат простор за проширување во иднина. Механичките дизајни не можат да ги игнорираат ни околинските фактори. Работи како земјотреси и дали техничарите всушност можат да пристапат внатре за проверки при одржувањето се важни делови од осигурувањето на долготрајна и сигурна работа годинава. Повеќето искуствени планинари знаат дека обидот за штедење пари на почеток често има контрафален ефект ако тоа значи компромитирање на сигурноста. Сепак, никој не сака светлината да му се угаси затоа што некој направил скратување во фазата на дизајнирање.

GIS спроти AIS: Избор на правилниот тип на трансформаторска станица за еколошка и оперативна отпорност

Изборот меѓу гасно изолирани склопилници (GIS) и воздушно изолирани склопилници (AIS) не е само уште една техничка одлука — тој влијае на сè, од влијанието врз животната средина до тоа колку сигурно опремата ќе работи ден по ден. GIS зафаќа многу помал простор во споредба со традиционалните опции, што има смисла за градови или места каде што нема дополнителен простор на располагање. Овие системи покажуваат подобра отпорност на тешки услови и побаруваат значително поретка одржавања, иако имаат повисока почетна цена. Од друга страна, AIS сè уште добро функционира кога буџетот е најважен фактор и кога има доволно простор. Техничарите полесно можат да пристапат до овие системи за рутински проверки и поправки, а трошоците за инсталација обично се пониски во целост. Повеќето инженери го бираат GIS за проекти сместени во близина на густо населени предели или заштитени екосистеми каде што сигурноста има значење надвор од самите бројки на табела.

Избор на критична опрема: трансформатори, прекинувачи и разводни постројки влијаат на поузданиоста

Трансформаторите по суштина се основен дел во трансформаторските станици, па инженерите мора да им обрнат посебно внимание на нивната номинална моќност, односот на трансформација на напонот и начинот на кој се справуваат со дисипацијата на топлина. При изборот на соодветен трансформатор, оваа одлука всушност влијае на типот на темел што треба да се изгради и на мерките за противпожарна заштита што треба да се преземат, што конечено влијае на сигурноста и поузданиоста на целиот систем. Кај прекинувачите, правилното димензионирање значи дека тие можат безбедно да ги прекинат максималните струи на куса врска, а истовремено овозможуваат брзо откривање и изолација на проблемите кога тие се појават. Современата комутациона опрема доаѓа со вградени релеи за заштита и контролни механизми кои соработуваат за да спречат ширење на кvarовите низ целата електрична мрежа. Следењето на воспоставените индустриски насоки осигурува дека сите овие компоненти се соодветно димензионирани како за редовна експлоатација, така и за неочекувани прекомерни оптоварувања, што им ја продлабува трајноста на опремата и ја одржува стабилноста на електричната мрежа, без разлика дали сè функционира нормално или се случил некаков трошење на друго место.

Оптимална компоновка на трансформаторска постројка и електрична конфигурација

Стратегиски дизајн на распоредот за пристапност, одржување и безбедносни разлики

Тоа како се распоредени трансформаторските станици има голем ефект врз нивната сигурност кога станува збор за пристап до опремата, ефикасно вршење на одржувања и исполнување на сите неопходни безбедносни барања. При поставувањето на опремата, инженерите треба да ја следат упатствата за празнини од IEEE и IEC, не само затоа што така пропишуваат прописите, туку и затоа што вистинските луѓе имаат потреба од простор за безбедна работа и правилно спроведување на инспекциите. Правилото е минимум 1,5 метри слободен простор околу секој дел опрема, за да можат работниците слободно да се движат со своите алатки. Но, има и повеќе од само физичкиот простор – безбедносните маргини треба да ги земат предвид и можните импулси при комутација. Според недавните индустриски извештаи од 2024 година, добрите практики во одржување на растојание ги намалуваат ризиците од ширење на кварови за околу една третина, во споредба со преполните распореди каде сè изгледа стиснато заедно. Постојат неколку важни фактори кои треба да се имаат предвид при планирање на овие распореди, вклучувајќи...

• Ориентација на опремата за овозможување визуелна инспекција на лагиштата и приклучоците
• Посветени пристапни патеки за возила за хитни интервенции
• Зони на изолација за поддршка на постапките за дозвола за работа под напон

Конфигурација на шините и распределбата: Осигурување редунданција и толеранција на грешки

Конфигурацијата на шините значително влијае врз достапноста на системот — двојните шински аранжмани нудат достапност од 99,98% во споредба со 99,85% кај едношинските системи. Редундантните конфигурации овозможуваат одржување без прекин на услугата и ограничуваат влијанието на грешките преку секторизација. Современите дизајни вклучуваат:

• Главни и преносни шински поставки за критични товари
• Автоматски шеми за пренос на шини за одржување непрекинат снабдување
• Физичка одделеност помеѓу паралелни шински водови за спречување истовремен отказ поради ланчени настани

Одделување на примарните и секундарните кола за спречување ширење на отказите

Физичката и електричната изолација помеѓу примарните струјни кола и секундарните контролни системи спречува електромагнетна интерференција и пренос на кварови. IEC 61850-3 бара минимални растојанија на одвојување врз основа на класа напон, при што инсталациите од 400kV бараат одвојување од 4 метри меѓу кабелските поставки за примарни и секундарни кабели. Ефективни стратегии вклучуваат:

• Посебни патеки за водење кабли за заштитни кола
• Екранирани контролни кабли за критични сигнали
• Одделни системи за заземјување за да се спречи преносот на повишен потенцијал на земјата

Заштита од прекомерен напон, изолација и молњест заштит

Управување со координација на прекомерен напон и изолација за отпорност кон привремени импулси

Ефективната заштита од прекомерен напон се заснова на координација на изолацијата — прилагодување на јачината на изолацијата на опремата кон очекуваните напонски оптоварувања. Привремените прекомерни напони од грмљавина или прекинување можат да достигнат 6–8 пати повисок напон од нормалниот работен напон, што бара посилни заштитни мерки. Громобраните и другите заштитни уреди мора да работат пред да дојде до прекин на изолацијата, за да се зачува целината на трансформаторската постројка во време на сметни.

Стандарди за диелектрична координација и електрично разгранување за безбедност на опремата

Кога зборуваме за координација на диелектриците, всушност разгледуваме како да одбереме соодветни нивоа на изолација заедно со соодветни воздушни распори, за да не дојде до прескокнување на лак или оштетување. Индустриски стандарди како што е IEC 60071 обезбедуваат прилично добри упатства во овој поглед, особено во врска со она што го нарекуваат Базично Импулсно Ниво (BIL), како и препорачани растојанија меѓу компонентите во зависност од фактори како напонски класи и местоположбата на опремата. Правилната координација значи осигурување дека тие воздушни празнини помеѓу деловите и самите цврсти изолативни материјали можат да издржат не само секојдневни напони, туку и повремените импулси кои се појавуваат од време на време. Без соодветна поставеност, еден мали неуспех може да доведе до поголеми проблеми подоцна, со кои никој не би сакал да се занимава кога работите веќе се напрегнати.

Системи за заштита од грмоленици: Мачки и надземни заштитни жици за заштита од директни удари

Повеќето конфигурации за заштита од грмњави се засновани на високи мачки заедно со жиците над глава кои ги нарекуваме OHGW, за да формираат заштитни зони околу важна електрична опрема. Инженерите обично ја применуваат таканаречената метода на тркалачка топка при поставувањето на овие компоненти на стратешки начин, за да можат да ја привлечат директната погодба пред светкавицата да ја достигне чувствителната опрема како трансформатори или комутаторски панели. Правилното заземјување исто така е важно – обично на растојание од 200 до 300 метри, во зависност од условите на локацијата. Оваа конфигурација го насочува масивниот прекомерен напор безбедно во земјата, наместо да дозволи да ја оштети инфраструктурата. Системите изградени според упатствата на IEEE во општо нудат многу импресивни нивоа на заштита, намалувајќи ја можноста за директни погодби за околу 95% или повеќе, според искуствата од терен.

Дизајн на систем за заземјување за безбедност и стабилност

Ефикасен дизајн на уземјување за одржување на стабилноста на системот во време на неисправности

Добро изведени системи за заземјување се исклучително важни за постојано и сигурно функционирање на трансформаторните постројки. Основната функција е да обезбедат безбеден пат за отстранување на струите при куси споеви, создавајќи патека низ земјата со ниска импеданса. Повеќето инженери се обидуваат отпорот на заземјувањето да биде под 5 оми, бидејќи тоа им помага на струјата правилно да се распрсне и намалува ризични разлики во напонот низ објектот. Основните компоненти обично вклучуваат бакарни проводници кои можат да ги издржат струите при куси споеви, како и меѓусебно поврзани мрежи кои осигуруваат сите делови да имаат сличен електричен потенцијал. Не треба да се заборави ни поврзувањето (бондирање) на сите метални делови. Кога се прави правилно, ваквиот систем штити скапа опрема кога се појават проблеми и овозможува прекинувачите и другата безбедносна опрема да функционираат како што е предвидено во итни случаи.

Безбедност на персоналот: Практики за заземјување за време на одржување и состојби на кус спој

Добро заземјување штити работниците при извршување на одржување или при работа со електрични кварови. Пред да започне било каква работа на опрема што е исклучена, привремени заштитни заземјувања мора да бидат поставени. Ова создава т.н. еквипотенцијална зона, што всушност значи дека никој нема да биде поразен ако нешто случајно повторно стане под напон. Кога има кварови во системот, правилното заземјување ги држи овие опасни напони доволно ниски, така што луѓето не ги чувствуваат кога допираат до земјата или чекорат меѓу различни точки. Според Националниот електричен кодекс, постојат разни правила за тоа како опремата мора да биде поврзана, колку често треба да се проверува отпорот на заземјувањето и колку често сè тоа треба да се инспектира со текот на времето за да бидат заштитени работниците од штета.

Системи за заштита и склопни постројки за брзо управување со кварови

Поверливи склопни постројки и релеи за заштита за брзо откривање и изолација на кварови

Поверливоста на трансформаторските постројки всушност зависи од оние напредни системи за заштита кои можат да ги откријат и прекинат неисправностите во рок од само неколку милисекунди. Денешната комутациона опрема ги обединува дигиталните релеи со разни сензори за откривање на проблеми како што се состојбите на прекомерна струја или земјени куси споеви, веднаш кога ќе се појават. Целиот процес функционира преку три главни чекори: прво релето открива нешто неисправно, потоа склопувачот на коло интервенира за да го прекине процесот, а на крајот следи изолација на зафатената област преку специфични уреди. Она што го прави овој систем толку ефикасен е селективната координација, што буквално значи дека само најблискиот уред кон местото на неисправноста реагира, дозволувајќи струјата да тече непречено насекаде другаде. Овој пристап ги намалува и простојот и можноштето за оштетување на опремата. За инженерите кои работат на овие системи, клучно е да се добијат точните спецификации за релеите и склопувачите – сè треба прецизно да се усогласи со бараната на системот во поглед на нивоа на напон, способност за работа со струја и количеството на капацитет за кус спој во мрежата, за да може сè да функционира без проблем.

Перформансите на прекинувачот при високи услови на куса спојка

Добриот прекинувач мора да ја прекине големата струја на краток спој без никакви проблеми. Кога температурата под капотот се зголеми, овие уреди се соочуваат со силни електромагнетни сили и значителни термички напрегања кои можат брзо да ги оштете. Поновите модели често користат вакуумска технологија или SF6 гас бидејќи тие подобро гасат електричните лакови и брзо ја вратуваат изолацијата по неисправност. За повеќето средни напонски системи, се разгледуваат прекинувачки капацитети меѓу 40 и 63 килоампери, со времиња на отстранување обично од 3 до 5 периода. Производителите исто така вградуваат посебни класификации за внатрешни лакови заедно со системи за отпуштање на притисок кои ги локализираат опасните прескокнувања и спречуваат потполно уништување на опремата. Имањето на соодветен рејтинг кај прекинувачите исто така е суштинско, бидејќи тоа помага да се одржи стабилноста на електроенергетскиот систем и да се заштити сè опрема поврзана низводно од оштетување.

Димензионирање на компоненти за максимални товари и ситуации со прекомерна струја

Изборот на компоненти со точната големина има големо значење кога се работи со големи скокови во побарувачката на моќност и неочекувани кварови. При дизајнирањето на системите, инженерите треба да ја утврдат максимално можно товар, да ги проверат бројките за краток спој и да пресметаат можни струи на квар, пред да одберат преклопни и заштитни уреди кои можат да ги издржат сите тие услови. Координацијата помеѓу релеите за прекомерна струја наоѓа најдобро применување при анализа на временските струјни криви (TCCs), што помага да се спречат непотребни исклучувања, а истовремено брзо да се отстрани проблемот за да се осигури непречен работен процес. Не треба да се забораваат ни идните потреби. Компонентите мора да имаат простор за проширување со зголемената побарувачка, но исто така мора да функционираат правилно дури и кога се поставени на места со висока температура или на голема надморска височина каде што перформансите природно опаѓаат. Точното димензионирање не е само прашање на исполнување спецификации на хартија. Тоа ги прави системите поотпорни на кварови, ги намалува скапите поправки подоцна и во општо значи дека опремата ќе трае подолго одколку што би било тоа во спротивно.

ЧПЗ

Која е разликата помеѓу GIS и AIS во трансформаторските станици?

GIS (опрема со гасна изолација) зафаќа помалку простор и се преферира во урбани области, додека AIS (опрема со воздушна изолација) е поекономична и полесна за одржување, но бара повеќе простор.

Зошто е важна заземјувањето на трансформаторските станици?

Заземјувањето ја штити опремата и персоналот така што безбедно ги распрснува струите при куси споеви и ја одржува стабилноста на системот во случај на куси споеви.

Кои фактори се земаат предвид при изборот на трансформатори за трансформаторски станици?

Инженерите земаат предвид кацитетни рејтинзи, односи на конверзија на напон и распрснување на топлина за да се осигаат трансформаторите со захтевите за сигурност на системот.

Како функционираат системите за заштита од молнии во трансформаторските станици?

Заштитата од молнии се заснова на катедрални мачки и надземни жици за заземјување кои го насочуваат енергијата од ударите безбедно во земјата, штитejќи ја чувствителната опрема од оштетување.