Trasformatore di potenza trifase a tre avvolgimenti immerso in olio

Un'unità a tre avvolgimenti riunisce i sistemi ad alta, media e bassa tensione all'interno di un unico serbatoio pieno d'olio. Invece di installare due trasformatori separati a due avvolgimenti, una sottostazione può utilizzare un design a tre avvolgimenti. Questo trasformatore di potenza trifase a tre avvolgimenti in bagno d'olio riduce il numero di terminazioni ad alta tensione, consente di risparmiare spazio sul pavimento e semplifica il layout generale della stazione. Yulan Transformer fornisce queste unità fino alla classe 110 kV, con una capacità di singola unità che raggiunge i 120.000 kVA.

Funzione e disposizione della tensione

Il trasformatore di potenza trifase a tre avvolgimenti in bagno d'olio ha un avvolgimento primario e due avvolgimenti secondari, ciascuno classificato per una diversa tensione di sistema. Una configurazione tipica è 110 kV sul lato ad alta tensione, 38,5 kV o 35 kV sul lato a media tensione e 10,5 kV o 6,6 kV sul lato a bassa tensione. L'esatta combinazione di tensione viene determinata durante la revisione del progetto.

Il carico può essere prelevato da tutti e tre gli avvolgimenti contemporaneamente. La ripartizione della potenza tra terminali di media e bassa tensione dipende dalla capacità dell'avvolgimento concordata con il cliente. In alcuni progetti, l'avvolgimento di media tensione è progettato per la piena capacità nominale, mentre l'avvolgimento di bassa tensione trasporta solo un carico ausiliario minore.

Circuito magnetico e assemblaggio del nucleo

Per le laminazioni del nucleo viene utilizzato acciaio al silicio a grani orientati. I giunti vengono tagliati a 45 gradi e assemblati secondo uno schema a gradini. Questa disposizione allinea il percorso del flusso con la direzione di laminazione dell'acciaio attraverso ciascun giunto, riducendo la saturazione localizzata e abbassando la corrente magnetizzante.

Le gambe centrali e i gioghi sono fissati con telai in acciaio per impedire il movimento durante il trasporto e gli eventi di cortocircuito. La messa a terra del nucleo viene effettuata su un'unica boccola sul coperchio del serbatoio in modo che la resistenza di isolamento possa essere monitorata durante la messa in servizio del sito.

Progettazione degli avvolgimenti e prestazioni in cortocircuito

Ogni avvolgimento viene calcolato con il software di progettazione del trasformatore prima della produzione. Le distribuzioni radiali e assiali della rotazione dell'amplificatore sono bilanciate per limitare il flusso disperso e ridurre al minimo le perdite parassite nelle parti strutturali.

I conduttori dell'avvolgimento sono in rame, isolati con carta o smalto a seconda della classe di tensione e della corrente nominale. L'avvolgimento di alta tensione è normalmente posizionato all'esterno degli avvolgimenti di media e bassa tensione. Questa disposizione offre un migliore accesso ai cavi di derivazione e migliora il controllo dell'impedenza.

Le forze di cortocircuito tra gli avvolgimenti vengono calcolate per tutte le condizioni di guasto specificate. I supporti dell'avvolgimento, i distanziatori e le strutture di bloccaggio vengono dimensionati di conseguenza. Se un cliente richiede un certificato di prova di cortocircuito, l'unità può essere sottoposta a una prova dinamica di cortocircuito presso un laboratorio riconosciuto.

Tocca Modifica e regolazione della tensione

La regolazione della tensione è fornita sull'avvolgimento ad alta tensione. Sono disponibili due opzioni.

Commutatore fuori circuito

Il trasformatore deve essere diseccitato prima di modificare la posizione del rubinetto. L'intervallo di maschiatura è normalmente ±2×2,5% o ±5%, ma è possibile fornire altri intervalli. Questa opzione è adatta per installazioni in cui la tensione di rete è stabile e non sono necessarie regolazioni frequenti.

Commutatore sotto carico

La posizione della presa può essere modificata mentre il trasformatore trasporta il carico. Intervalli di presa come ±8×1,25% sono comuni per i trasformatori da 110 kV. Il commutatore di presa può essere specificato dal produttore preferito. È possibile includere l'azionamento del motore, l'indicazione remota e le interfacce di controllo automatico della tensione.

Serbatoio, Raffreddamento e Conservazione

Il serbatoio è progettato per resistere al vuoto totale durante il riempimento dell'olio in fabbrica. Per il trasporto e l'installazione vengono forniti occhielli di sollevamento, cuscinetti di sollevamento e occhielli di traino. Il coperchio è imbullonato e sigillato con guarnizioni resistenti all'olio. Le boccole sono disposte secondo la disposizione preferita del cliente.

Il raffreddamento è normalmente ad aria naturale con olio naturale per potenze inferiori. Per le unità più grandi vengono utilizzati radiatori rimovibili con ventole di raffreddamento. Il pannello di controllo dei ventilatori avvia e arresta i ventilatori in base alla temperatura dell'avvolgimento o alla temperatura dell'olio. Se il sito ha una temperatura ambiente elevata, la classe di raffreddamento viene selezionata con un margine appropriato.

Su questa classe di trasformatori di potenza viene utilizzato un conservatore con sfiato in gel di silice. Il relè Buchholz è montato nel tubo tra serbatoio e conservatore. Un indicatore magnetico del livello dell'olio, un indicatore della temperatura dell'avvolgimento, un indicatore della temperatura dell'olio e un dispositivo di limitazione della pressione sono inclusi di serie.

Standard e verifica

Progettazione, produzione e test seguono lo standard IEC 60076. Ove pertinente, vengono applicati gli standard nazionali cinesi come GB 1094 e GB/T 6451. Quando un cliente ha requisiti specifici da un altro standard, la proposta tecnica viene adeguata di conseguenza.

Prima della spedizione, ogni trasformatore supera i test di routine. Questi riguardano la resistenza dell'avvolgimento, il rapporto e il gruppo vettoriale, la resistenza di isolamento, la perdita dielettrica, la tenuta a sorgente separata, la sovratensione indotta, la perdita e la corrente a vuoto, la perdita di carico e l'impedenza di cortocircuito. Su richiesta possono essere organizzati test di tipo e prove speciali, tra cui impulso fulminante, aumento della temperatura, livello di rumore e resistenza al cortocircuito.

Tabella dei parametri di riferimento

I valori seguenti sono tipici per un trasformatore a tre avvolgimenti da 110 kV / 38,5 kV / 10,5 kV con commutatore sotto carico. I parametri finali sono confermati nell'accordo tecnico. Le perdite a vuoto e a carico sono soggette all'edizione standard applicabile e alla valutazione della perdita garantita del cliente.

Note:

● I valori di perdita corrispondono alla capacità nominale alla tensione nominale.

● I valori di impedenza sono forniti alla capacità nominale e possono essere regolati entro tolleranze standard.

● Dimensioni e pesi sono solo di riferimento. I valori finali dipendono dal tipo di commutatore, dalle dimensioni del radiatore e dagli accessori del sito.

Domande specifiche del progetto

Cosa succede se la stazione richiede una tensione media diversa, ad esempio 22kV o 33kV?

L'avvolgimento di media tensione può essere progettato per qualsiasi livello standard all'interno della classe di isolamento del trasformatore. La fase di specifica dovrebbe includere l'esatta tensione del sistema e la suddivisione della capacità richiesta tra gli avvolgimenti secondari.

È possibile far funzionare gli avvolgimenti di media e bassa tensione con fattori di potenza diversi?

SÌ. Il trasformatore non necessita di entrambi gli avvolgimenti secondari per alimentare lo stesso tipo di carico. Ciascun avvolgimento è valutato in modo indipendente e il progetto considera l'effetto di riscaldamento delle perdite combinate.

Un trasformatore a tre avvolgimenti necessita di uno schema di protezione speciale?

Lo schema di protezione solitamente include una protezione differenziale che copre tutti e tre gli avvolgimenti, oltre a una protezione da sovracorrente e da guasto a terra su ciascun lato. Il trasformatore stesso non richiede dispositivi di protezione aggiuntivi oltre alle apparecchiature standard come il relè Buchholz e il dispositivo di limitazione della pressione.

Qual è il tempo di consegna tipico per un'unità a tre avvolgimenti da 110 kV?

Per le valutazioni standard, la produzione e i test richiedono normalmente dai quattro ai sei mesi dopo la firma dell'accordo tecnico. Combinazioni di tensione personalizzate o accessori speciali possono estendere il programma. La pianificazione dei trasporti dovrebbe essere confermata in anticipo perché le unità più grandi richiedono permessi speciali in alcune regioni.

Yulan Transformer può fornire supervisione durante l'installazione e la messa in servizio?

SÌ. Sono disponibili la supervisione del sito, la guida alla lavorazione del petrolio e il supporto per la messa in servizio. L'entità del servizio può essere concordata come parte del contratto di fornitura o come articolo separato.

Documenti di qualità e tracciabilità

Ogni trasformatore ha un file di produzione dedicato. Il file include certificati dei materiali, registri di ispezione degli avvolgimenti, dati sui test di perdita del nucleo, rapporti di ispezione delle saldature dei serbatoi e risultati finali dei test di routine. Questa documentazione viene conservata dopo la consegna e può essere fornita al proprietario o al consulente tecnico per la revisione.

Yulan Transformer mantiene la certificazione di gestione della qualità ISO 9001:2015. La gestione della salute ambientale e sul lavoro segue le norme ISO 14001 e ISO 45001:2018. I test di fabbrica vengono eseguiti nell'ambito delle norme IEC 60076 e GB 1094 e l'attrezzatura di prova viene regolarmente calibrata.