Руководство по трансформаторам среднего напряжения

 

 

Трансформаторы среднего напряжения являются фундаментальными компонентами современной электроинфраструктуры. Покатрансформаторы высокого напряженияв основном используются для передачи электроэнергии на большие расстояния.-повышение мощности генератора для минимизации потерь в сети.-трансформаторы среднего напряжения работают в распределительной сети, преобразуя электрическую энергию с одного уровня напряжения на другой в пределах среднего диапазона. Это обеспечивает безопасную и эффективную подачу электроэнергии в промышленные, коммерческие и коммунальные системы. Поэтому понимание характеристик, типов и критериев выбора трансформаторов среднего напряжения имеет важное значение для инженеров, руководителей предприятий и специалистов по закупкам, занимающихся проектированием и обслуживанием электрических систем.

 

 

1.1 Определение

Трансформатор среднего напряжения — это электрическое устройство, которое преобразует электрическую энергию между уровнями среднего напряжения-обычно входным распределительным напряжением-и более низкими напряжениями, подходящими для конечных-приложений. На практике трансформатор среднего напряжения получает мощность при напряжении в диапазоне примерно отот 2,4 кВ до 69 кВи понижает его до рабочего напряжения, например 480 В, 208 В или другого уровня, требуемого нагрузкой.

Точные границы напряжения немного различаются в зависимости от того, к какому стандарту вы обращаетесь. По данным ANSI (Американского национального института стандартов), трансформаторы среднего напряжения могут выдерживать напряжения отот 2,4 кВ до 69 кВ. IEEE определяет системы среднего напряжения в США как обычно отот 5 кВ до 35 кВдля большинства распределительных приложений с оборудованием, обычно рассчитанным на напряжение 5 кВ или 15 кВ. В Европе стандарт EN 50588-1 определяет трансформаторы средней мощности как трансформаторы с самым высоким напряжением для оборудования выше 1,1 кВ, но не выше 36 кВ.

 

1.2 Роль в системе распределения электроэнергии

Чтобы понять, где подходят трансформаторы среднего напряжения, полезно представить более широкую иерархию распределения мощности:

Генерация → Трансмиссия:Электростанции вырабатывают электроэнергию при относительно низком напряжении, которое затем повышают до высокого или-высокого напряжения (от 115 кВ до 765 кВ) для эффективной передачи на-дальние расстояния.

Трансмиссия → Распределение:На подстанциях высокое напряжение понижается до среднего напряжения (обычно от 5 до 35 кВ) для распределения через первичные фидеры.

Дистрибуция → Заказчик:Трансформаторы среднего напряжения обеспечивают окончательное преобразование напряжения, понижая распределительное напряжение до уровня использования (например, 480 В, 240 В, 120 В) для конечных-потребителей.

Во многих случаях коммунальное предприятие подает электроэнергию на объект среднего напряжения, и объект владеет и управляет собственным трансформатором среднего напряжения для понижения напряжения до низкого. Такое расположение позволяет предприятию воспользоваться преимуществами более низких затрат на электроэнергию, связанных с обслуживанием среднего напряжения, и дает владельцу больший контроль над качеством электроэнергии.

1.3 Ключевые стандарты и соответствие

Трансформаторы среднего напряжения производятся в соответствии с различными отраслевыми стандартами, в первую очередь IEEE и IEC. В США характеристики и функциональность большинства распределительных трансформаторов подпадают под действиеСтандарт IEEE C57.12.00(Стандартные общие требования к жидкостным-погружным распределительным, силовым и регулирующим трансформаторам). Однако к конкретным типам и применениям трансформаторов применяются многие другие стандарты:

• IEEE C57.12.01:Стандартные общие требования к распределительным и силовым трансформаторам сухого-типа
• IEEE C57.12.34:Требования к трехфазным распределительным трансформаторам-монтируемого-секционного-типа с самоохлаждением
• IEEE C57.12.28/29:Pad-Целостность корпуса установленного оборудования
• МЭК 60076:Серия международных стандартов для силовых трансформаторов, включая трансформаторы средней мощности.
• НЕМА ТП-1:Руководство по определению энергоэффективности распределительных трансформаторов
• Министерство энергетики США 10 CFR, часть 431:Стандарты Министерства энергетики США для распределительных трансформаторов

Для установок в США соблюдениеНациональный электротехнический кодекс (NFPA 70)также является обязательным. В КанадеКанадский электротехнический кодекс (CEC)применяется.

 

 

 

Не все трансформаторы среднего напряжения одинаковы. Выбор типа трансформатора имеет большое значение для стоимости, безопасности, требований к установке и долгосрочной-надежности.

 

2.1 Жидкостный-погружной и сухой-тип

Это наиболее фундаментальное различие между трансформаторами среднего напряжения.

Компромиссы-между этими двумя семействами значительны:

Атрибут	Жидкий-Погруженный	Сухой-Тип
Пожарный риск	Высшее-требует противопожарной защиты при использовании внутри помещений.	Низкий-подходит для установки внутри помещения.
Эффективность охлаждения	Отлично (масло хорошо проводит тепло)	Умеренный (зависит от циркуляции воздуха)
Обслуживание	Требуется периодическая проверка и фильтрация масла.	Низкие эксплуатационные расходы
Ожидаемая продолжительность жизни	обычно 30–40 лет	обычно 20–30 лет
Типичные применения	Наружные подстанции, распределительные сети	Внутренние установки, коммерческие здания
Первоначальная стоимость	Обычно ниже для того же рейтинга	Обычно выше для того же рейтинга
Экологический риск	Утечки масла могут загрязнить почву	Нет жидкости, нет риска разлива

 

2.2 Трансформаторы подстанций

2.3 Трансформаторы, монтируемые на площадку-

2.4 Трансформаторы, монтируемые на столбе-

2.5 Трансформаторы с литой смолой

 

 

 

Физическая конструкция сердечника трансформатора определяет его эффективность, потери и рабочие характеристики.

3.1 Основные материалы

Сердечник служит магнитным путем для передачи энергии между первичной и вторичной обмотками. Свойства его материала напрямую влияют на потери при ну-нагрузке (потери в сердечнике), эффективность и повышение температуры.

Зернистая-ориентированная кремниевая сталь (GOSS)остается наиболее широко используемым материалом сердечника для трансформаторов среднего напряжения. Он обеспечивает высокую магнитную проницаемость и низкие потери на вихревые токи. GOSS спроектирован с предпочтительной ориентацией зерен, которая выравнивает магнитные домены по направлению магнитного потока, обеспечивая максимальную эффективность.

Аморфные металлические сплавыстали альтернативой энергоэффективным распределительным трансформаторам. Эти материалы обеспечивают сверх-низкие потери в железе-обычно на 70–80 % ниже, чем у обычной кремнистой стали-, но при более высокой стоимости материала. Они особенно привлекательны для трансформаторов, которые длительное время работают при низких нагрузках.

Нанокристаллические магнитомягкие сплавыобладают превосходными магнитными свойствами на высоких частотах и ​​используются в основном в электронных трансформаторах или трансформаторах специального-назначения, а не в обычных распределительных устройствах 50/60 Гц.

 

 

 

Выбор подходящего трансформатора начинается с понимания его основных характеристик.

4.1 Номинальные напряжения

Каждый трансформатор среднего напряжения имеет два критических номинальных напряжения: первичное напряжение (входная сторона) и вторичное напряжение (выходная сторона). Например, трансформатор номиналом 13,8 кВ/480 В получает напряжение 13,8 кВ на первичной стороне и выдает 480 В на вторичной стороне.

Трансформаторы также имеют базовый уровень импульса (BIL), который представляет собой пиковое напряжение, которое изоляция может выдержать во время удара молнии или коммутационного перенапряжения. Для трансформаторов среднего напряжения номиналы BIL варьируются от 60 кВ до 150 кВ или выше, в зависимости от класса напряжения и применения.

Номинальная мощность 4,2 кВА

Номинальная мощность трансформатора в кВА (киловольт-ампер) указывает на его полную мощность-, какой ток он может выдерживать без перегрева. Стандартные трехфазные трансформаторы среднего напряжения мощностью кВА включают в себя:30, 45, 75, 112,5, 150, 225, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000 и 2500 кВА.

Выбор правильного номинала кВА имеет решающее значение. Трансформатор недостаточной мощности будет перегреваться, сокращая срок службы изоляции и потенциально вызывая преждевременный выход из строя. Трансформатор слишком большой мощности увеличивает первоначальную стоимость и может работать неэффективно при малых нагрузках, поскольку потери в сердечнике существуют независимо от нагрузки.

4.3 Превышение температуры и классы изоляции

Трансформаторам присвоен предел повышения температуры-обычно 80 градусов, 115 градусов или 150 градусов -, который указывает, насколько температура трансформатора поднимется выше температуры окружающей среды при полной нагрузке. Трансформатор с подъемом на 80 градусов работает значительно холоднее, чем трансформатор, рассчитанный на подъем на 150 градусов, что может привести к увеличению срока службы изоляции и повышению эффективности, но также к более высоким первоначальным затратам.

Классы изоляции (Класс A при 105 градусах, Класс B при 130 градусах, Класс F при 155 градусах, Класс H при 180 градусах) определяют максимальную рабочую температуру, которую изоляционные материалы могут выдержать без существенного ухудшения качества.

 

 

 

Способ подключения обмоток трансформатора определяет его работу при несимметричных нагрузках, гармониках и замыканиях на землю.

5.1 Основные типы подключения

Есть три фундаментальныхсоединение обмотоксхемы:

Соединение «звезда» (звезда) (Y):Один конец каждой фазной обмотки соединен вместе в общей точке (нейтрали). Соединение звездой обеспечивает нейтральную точку, которую можно заземлить.

Соединение треугольником (D):Фазы соединены по замкнутому контуру, без нейтральной точки. Соединения треугольником по своей природе сбалансированы и обеспечивают путь для токов нулевой-последовательности.

Зигзагообразное соединение (Z):Специализированное соединение, используемое в первую очередь для заземления трансформаторов или трансформаторов меньшей номинальной мощности. Зигзагообразные соединения обычно используются только на вторичной стороне.

 

5.2 Обозначение векторной группы

Группа векторов трансформатора описывает конфигурацию обмотки и фазовое соотношение между первичным и вторичным напряжениями. Обозначения имеют стандартный формат:

Первая буква (заглавная) обозначает соединение первичной обмотки: D – треугольник, Y – звезда, Z – зигзаг.

Вторая буква (строчная) обозначает подключение вторичной обмотки.

Буква «n» указывает на то, что нейтральная точка выведена наружу.

Число указывает сдвиг фазы в-часах (умножьте на 30 градусов, чтобы получить задержку в градусах).

5.3 Сравнение Dyn11 и Yyn0

В приложениях распределения доминируют две векторные группы:Дин11иЙин0.

Дин11имеет первичное соединение треугольником-и первичной обмоткой (D) и вторичное соединение звездой-с нейтралью (yn) со сдвигом фаз на 330 градусов (11 на часах). Первичная обмотка треугольника обеспечивает путь циркуляции токов нулевой-последовательности и улавливает тройные гармоники (3-ю, 9-ю и т. д.), предотвращая их отражение обратно в сеть питания. Dyn11 также исключительно хорошо справляется с несбалансированными нагрузками, что делает его предпочтительным выбором для современных распределительных систем с нелинейными нагрузками, таких как компьютеры, светодиодное освещение и преобразователи частоты.

Йин0включает первичную-соединенную звездой (Y) и вторичную-соединенную звездой с нейтралью (yn) с нулевым сдвигом фазы. В первичной обмотке звезды отсутствует обратный путь для токов нулевой-последовательности. Следовательно, в первичном напряжении могут появиться тройные гармоники, а несимметричные нагрузки могут вызвать смещение нейтрали, что приведет к перекосу фазных напряжений. Yyn0 обычно ограничивается приложениями с минимальным содержанием гармоник и сбалансированными нагрузками. Существует дополнительное ограничение: в трансформаторах Yyn0 ток нейтрали не должен превышать 25% номинального тока вторичной обмотки, тогда как Dyn11 может выдерживать до 75%.

Короче говоря, для большинства современных приложений,-особенно тех, которые связаны с нелинейными нагрузками, центрами обработки данных, промышленными предприятиями или любыми объектами со значительными-фазными нагрузками-Dyn11 является предпочтительной векторной группой.

 

Правильный выбор трансформатора является одним из наиболее важных решений при проектировании энергосистемы. Ошибки на этом этапе могут привести к многолетней неэффективности или преждевременному выходу из строя.

6.1 Поэтапная--пошаговая процедура определения размера

Шаг 1: Рассчитайте общую мощность нагрузки.Составьте инвентаризацию всех нагрузок, подключенных после трансформатора-двигателей, освещения, систем отопления, вентиляции и кондиционирования, офисного и производственного оборудования.

Шаг 2: Примените коэффициенты одновременности.Не все нагрузки одновременно работают на полную мощность. Эту реальность объясняет коэффициент разнообразия (обычно от 0,7 до 0,9).

Шаг 3: Учитывайте пусковые токи двигателя.Индуктивные нагрузки, такие как двигатели, во время запуска потребляют ток, в 3–7 раз превышающий нормальный рабочий ток. Трансформатор должен иметь достаточную мощность, чтобы выдерживать пусковые токи без чрезмерного падения напряжения.

Шаг 4. Примените запас прочности.Добавьте от 20 % до 30 % дополнительной мощности, чтобы учесть колебания нагрузки и будущее расширение.

Шаг 5: Рассчитайте мощность трансформатора.Используйте формулу:

Мощность трансформатора (кВА)=Общая мощность нагрузки (кВт) ÷ Коэффициент мощности × Запас прочности

Типичные коэффициенты мощности варьируются от 0,8 до 0,95 для большинства промышленных и коммерческих нагрузок.

Шаг 6: Выберите следующий стандартный размер.Округлите до ближайшего стандартного значения кВА из списка в разделе 4.2.

 

6.2 Вопросы окружающей среды и применения

Расчет размера – это только начало. На окончательный выбор повлияют еще несколько факторов:

• Среда с высокой температурой:При установке при повышенной температуре окружающей среды или на высоте более 1000 метров номинальную мощность следует снизить на 5–20 % из-за снижения эффективности охлаждения и изоляции.
• Гармоническое содержание:Для систем со значительными нелинейными-линейными нагрузками (преобразователи частоты, системы ИБП, светодиодное освещение, компьютеры) может потребоваться трансформатор сРейтинг фактора K-выдерживать гармонический нагрев без снижения номинальных характеристик.
• Среда установки:Трансформаторы сухого-типа обычно предпочтительны для установки внутри помещений, где важна пожарная безопасность. Устройства,-погружаемые в жидкость, более экономичны-для наружной установки при достаточном пространстве и герметичности.
• Ударные нагрузки:Для таких потребителей, как сварочные аппараты или компрессоры, которые предъявляют внезапные высокие требования к току, увеличьте мощность на 10–30 %.

 

6.3 Стандарты эффективности и энергопотребления

Энергоэффективностьстановится все более важным фактором при выборе трансформатора, обусловленным как эксплуатационными расходами, так и нормативными требованиями.

В Соединенных ШтатахМинистерство энергетики (DOE)установлены обязательные стандарты эффективности для распределительных трансформаторов, вступающие в силу 1 января 2016 года, в соответствии с разделом 10 CFR, часть 431. Эти стандарты, которые применяются к любому распределительному трансформатору, изготовленному на эту дату или после этой даты и проданному в любом штате США, основаны на эффективности, измеренной на уровне35% нагрузка-отражает исследование, показывающее, что большинство распределительных трансформаторов работают в среднем примерно на 35 % номинальной мощности.

Для приложений, требующих максимальной эффективности,НЕМА ПремиумТрансформаторы эффективности обеспечивают примерно на 30% меньшие потери, чем требования Министерства энергетики 2016 года. Хотя первоначальная надбавка к затратам может быть значительной, период окупаемости за счет снижения потерь энергии часто является привлекательным для трансформаторов с непрерывной нагрузкой.

 

6.4 Импеданс

Сопротивление трансформатора(выраженный в процентах) определяет, насколько трансформатор ограничивает ток короткого замыкания и насколько сильно снижается напряжение под нагрузкой. Стандартные распределительные трансформаторы обычно имеют полное сопротивление от 2% до 8%. Более высокий импеданс снижает ток повреждения и защищает нижестоящее оборудование, но увеличивает падение напряжения.

 

 

 

Правильная установка имеет решающее значение для безопасности, производительности и долговечности трансформатора. Установка, не соответствующая требованиям норм, может привести к перегреву, опасности поражения электрическим током, сбоям при проверке и потенциальной юридической ответственности.

7.1 Свободное пространство и рабочее пространство

Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует достаточного рабочего пространства вокруг электрооборудования, чтобы обеспечить его готовую и безопасную эксплуатацию, техническое обслуживание и проверку. Ключевые требования включают в себя:

• Минимальная высота рабочего пространства в свету:2,0 м (6,5 футов)
• Минимальная ширина свободного рабочего пространства:914 мм (3 фута)
• Передний зазор:Минимум 3 фута (0,9 м) перед корпусами трансформаторов для осмотра и технического обслуживания.
• Зазор для вентиляции:Обычно от 150 до 300 мм (от 6 до 12 дюймов) вокруг вентилируемых поверхностей для трансформаторов сухого-типа, чтобы обеспечить беспрепятственный поток воздуха.

Для трансформаторов, монтируемых на площадку-, конкретные требования к зазору зависят от места установки. NEC не всегда четко предписывает зазоры слева, справа и сзади, но необходимо соблюдать местные нормы и инструкции производителя. FM Global, например, требует расстояния 25 футов между трансформаторами,-заполненными минеральным маслом, хотя это требование снижается до нуля для трансформаторов, использующих меньше-легковоспламеняющихся жидкостей.

7.2 Разделение отсеков

В установках среднего напряжения отсеки среднего и низкого напряжения должны быть разделены стальным барьером, занимающим всю высоту и глубину отсеков. Оба отсека должны быть изготовлены из листовой стали, соответствующей требованиям ANSI.

7.3 Заземление

Правильное заземление имеет важное значение для безопасности и защиты оборудования. Сопротивление заземления обычно следует поддерживать на уровнеМеньше или равно 10 Ом. Нейтраль трансформатора (если имеется) должна быть надлежащим образом заземлена в соответствии с конструкцией системы и применимыми нормами. Требования к заземлению подробно описаны в статье 250 NEC.

7.4 Противопожарная защита

Для масляных-трансформаторов, установленных внутри помещений или вблизи зданий, могут потребоваться меры противопожарной защиты. Они могут включать в себя:

• Противопожарные-стены или барьеры
• Автоматические системы пожаротушения
• Удержание нефти (емкости для сбора разлива или ямы для сбора нефти-)
• Автоматические дренчерные системы для крупных объектов

Тип жидкости, используемой в трансформаторе, также влияет на требования пожарной безопасности. Трансформаторы, заполненные менее-легковоспламеняющимися или биоразлагаемыми жидкостями, могут претендовать на уменьшение зазоров и упрощение мер противопожарной защиты.

 

 

 

Защита трансформатора среднего напряжения требует скоординированного подхода, направленного на устранение как внутренних неисправностей, так и внешних нарушений в системе.

8.1 Защита от перегрузки по току

Требования NEC к защите трансформатора от сверхтоков зависят от импеданса трансформатора. Для трансформаторов с импедансом 6% или менее NEC требует как первичной, так и вторичной защиты. Первичный предохранитель не должен превышать 300 % первичного тока полной-нагрузки (FLA), а вторичное устройство максимального тока на 480 В не должно превышать 125 % вторичного тока FLA.

8.2 Предохранители и автоматические выключатели

Выбор между предохранителями и автоматическими выключателями для защиты трансформатора предполагает-компромиссы:

Во многих распределительных сетях используется комбинированный подход: предохранители на первичной стороне для защиты от короткого-замыкания в сочетании с главным выключателем низкого-напряжения, обеспечивающим защиту от перегрузки.

 

 

 

 

 

Даже самый надежный трансформатор требует регулярного технического обслуживания для достижения полного срока службы. Хорошо разработанная-программа технического обслуживания может продлить срок службы трансформатора с обычных 20–30 лет до 40 и более лет.

9.1 Профилактическое обслуживание

При профилактическом обслуживании используются диагностические инструменты для выявления потенциальных проблем до того, как они приведут к сбою.

• Анализ растворенных газов (DGA):Самый мощный инструмент для оценки состояния масляных-трансформаторов. Анализируя газы, растворенные в изоляционном масле-водород, метан, ацетилен, этилен-технические специалисты могут обнаружить такие проблемы, как перегрев, искрение и пробой изоляции. Регулярный DGA обеспечивает раннее предупреждение о развивающихся неисправностях и помогает определить приоритетность работ по техническому обслуживанию.
• Инфракрасная термография (ИК-сканирование):Тепловидение обнаруживает горячие точки, которые указывают на ослабленные соединения, соединения с высоким-сопротивлением, перегрузку или нарушение изоляции. Для трансформаторов отсекового-типа ИК иногда может обнаружить аномальный нагрев изношенных контактов или другие неисправности, которые вызывают повышение температуры на внешних поверхностях.
• Мониторинг частичного разряда (ЧР):Частичные разряды являются ранним индикатором ухудшения изоляции. Мониторинг ЧР использует датчики для обнаружения электрических разрядов, возникающих в системе изоляции трансформатора, прежде чем они перерастут в полный отказ.

9.2 Профилактическое обслуживание

Профилактическое обслуживание проводится по фиксированному графику для устранения естественного износа.

• Регулярный отбор проб и тестирование масла:Испытания на пробивное напряжение позволяют измерить изолирующую прочность масла; низкий BDV указывает на загрязнение или влажность. Содержание влаги следует измерять методом титрования по Карлу Фишеру и поддерживать в допустимых пределах.
• Проверка втулки:Визуальный осмотр на наличие трещин, скоплений грязи и повреждений. Испытания емкости и тангенса дельта оценивают состояние изоляции ввода.
• Обслуживание переключателя ответвлений:Для трансформаторов с устройствами РПН-под нагрузкой (РПН) необходимо проверить уровень масла, проверить контакты на наличие нагара и очистить их, а в случае загрязнения заменить масло.
• Проверка герметичности и обнаружение утечек:Утечки масла необходимо оперативно выявлять и устранять, чтобы сохранить целостность изоляции и предотвратить загрязнение окружающей среды.

9.3 Частота проверок

Хотя конкретные частоты зависят от критичности трансформатора и условий эксплуатации, общие рекомендации включают в себя:

• Визуальные проверки:Ежемесячно или ежеквартально, уделяя особое внимание уровням масла, утечкам, необычному шуму и общему состоянию.
• Инфракрасная термография:Ежегодно или чаще для ответственных трансформаторов
• Отбор проб масла и DGA:Ежегодно для стандартных установок; раз в полгода-для критически важных или сильно нагруженных трансформаторов
• Электрические испытания (сопротивление изоляции, коэффициент трансформации, сопротивление обмотки):Каждые 2–5 лет
• Комплексный ремонт:Каждые 10–15 лет для больших силовых трансформаторов.

 

 

 

Трансформаторы среднего напряжения служат для широкого спектра применений.

10.1 Промышленные объекты

На производственных предприятиях и фабриках трансформаторы среднего напряжения подают питание на большие двигатели, машины и оборудование, требующие более высоких уровней напряжения для оптимальной работы. Такие отрасли, как автомобилестроение, химическая обработка, горнодобывающая промышленность и производство стали, обычно используют свои собственные системы распределения среднего напряжения, при этом трансформаторы понижают напряжение сети до напряжения распределительной станции, а дополнительные трансформаторы дополнительно понижают напряжение до уровня загрузки оборудования.

10.2 Коммерческие здания

Офисные комплексы, торговые центры, больницы, гостиницы и другие коммерческие учреждения используют трансформаторы среднего напряжения для освещения, отопления, вентиляции и кондиционирования, лифтов и других важных электрических нагрузок. Большие коммерческие здания часто получают первичное питание при среднем напряжении (обычно 13,8 кВ или 4,16 кВ), понижающемся до 480 В для распределения по всему зданию, с дополнительными трансформаторами низкого-напряжения, обслуживающими нагрузку 120/208 В.

10.3 Подстанции общего назначения

Электроэнергетические компании используют трансформаторы среднего напряжения для понижения напряжения на линиях электропередачи до более низких уровней, пригодных для распределения среди бытовых и коммерческих потребителей. Эти трансформаторы,-принадлежащие коммунальным предприятиям, составляют основу распределительной системы.

10.4 Системы возобновляемой энергетики

Солнечные и ветряные электростанции оснащены трансформаторами среднего напряжения для подключения вырабатываемой электроэнергии к сети. Поскольку возобновляемые источники энергии продолжают расти, спрос на трансформаторы среднего напряжения, разработанные специально для этих применений,-в том числе конструкции, обеспечивающие двунаправленный поток мощности и большие колебания напряжения-, существенно возрос.

10.5 Центры обработки данных

Центры обработки данных относятся к числу наиболее требовательных областей применения трансформаторов среднего напряжения. Они требуют чрезвычайно высокой надежности (часто резервирование N+1 или 2N), превосходного качества электроэнергии и высокой эффективности благодаря непрерывной работе. В большинстве центров обработки данных используется среднее напряжение (часто 13,8 кВ или 15 кВ), пониженное до 480 В, с вторичными трансформаторами, питающими системы ИБП и блоки распределения электроэнергии.

10.6 Медицинские учреждения

Больницы и медицинские учреждения используют трансформаторы среднего напряжения для питания нескольких распределительных щитов низкого-напряжения, при этом отдельные трансформаторы обслуживают критические ветви, ветви безопасности жизнедеятельности и обычные ветви питания, чтобы гарантировать, что основные системы останутся работоспособными при любом сценарии отказа.

 

 

 

Работа с трансформаторами среднего напряжения требует строгого соблюдения протоколов безопасности. Эти устройства находятся под высоким напряжением и представляют значительную опасность поражения электрическим током:

• Только квалифицированный персоналдолжен обращаться или работать с трансформаторами среднего напряжения.
• Всегда обесточивайте-трансформатор и перед приближением проверьте нулевое напряжение.
• Заземлите трансформаторпосле обесточивания-и перед выполнением каких-либо работ.
• Соблюдайте соответствующие дистанции подходав зависимости от уровня напряжения.
• Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ)рассчитан на доступный ток повреждения.
• Следуйте процедурам блокировки/маркировки (LOTO).как того требуют правила OSHA.

 

 

 

Общая стоимость владения трансформатором среднего напряжения выходит далеко за пределы первоначальной покупной цены.

Первоначальная стоимость закупкисущественно различается в зависимости от типа: трансформаторы сухого-типа обычно стоят дороже, чем трансформаторы с жидкостным-погружным трансформатором того же номинала, а трансформаторы с повышенным-эффективностью стоят дороже, чем модели со стандартным-эффективностью.

Стоимость установкиВключите подготовку площадки, бетонную подушку или фундамент, электрические соединения, заземление, противопожарную защиту (если требуется) и соображения по обеспечению свободного доступа для будущего доступа.

Энергетические потерипредставляют собой наиболее значительные текущие эксплуатационные расходы. Отсутствие-потери нагрузки (потери ядра) присутствуют 24 часа в сутки, 365 дней в году, независимо от нагрузки. Потери нагрузки (потери в меди) изменяются в зависимости от квадрата тока нагрузки. Для трансформатора, который работает непрерывно при умеренных нагрузках, потери энергии за 30-летний срок службы могут значительно превысить первоначальную покупную цену. Инвестиции в трансформатор с более высоким КПД и меньшими потерями часто обеспечивают привлекательную финансовую отдачу.

Затраты на техническое обслуживаниезависят от типа трансформатора (для жидкостного-погружного трансформатора требуются регулярные проверки масла, для сухого-типа требуется меньше), места установки и критичности к эксплуатации.

Затраты на утилизацию или переработку в конце--срока эксплуатацииможет быть существенным для масляных-трансформаторов, особенно тех, которые содержат загрязненное масло или полихлорированные бифенилы (ПХД) в старых агрегатах.

 

 

 

Трансформаторы среднего напряжения — это устойчивая технология,-которая существует уже более ста лет, но постоянно развивается, чтобы соответствовать новым требованиям к эффективности, надежности и экологичности. Они являются связующим звеном между сетью передачи высокого-напряжения и системами низкого-напряжения, питающими наш мир.

Выбор, установка и обслуживание этих трансформаторов — это междисциплинарная задача, требующая понимания принципов электротехники, норм безопасности, механических соображений и экономических-компромиссов. Хорошо-выбранный, правильно установленный и тщательно обслуживаемый трансформатор среднего напряжения обеспечит десятилетия надежной службы. Устройство недостаточного размера, неправильное применение или пренебрежение может стать постоянным источником проблем, увеличивая затраты на электроэнергию, нарушая работу и создавая угрозу безопасности.

Независимо от того, проектируете ли вы новый объект, заменяете устаревшее оборудование или просто хотите лучше понять трансформаторы в существующей системе, принципы, изложенные в этом руководстве, обеспечивают основу для принятия правильных решений. Обратите внимание на детали:-номинальное напряжение, векторную группу, класс изоляции, зазоры, график технического обслуживания-и ваш трансформатор среднего напряжения вознаградит вас бесшумной, эффективной и долгой-службой.