کابینت سوئیچ ولتاژ بالا محصور شده
Kyn28
جزییات را ببینیدانحراف ولتاژ فقط 5٪ می تواند طول عمر موتور القایی را تا 50٪ کاهش دهد. این آمار واحد توضیح می دهد که چرا تغییر دهنده های بارگذاری وجود دارند. تپ چنجر بار (LTC) یک دستگاه الکترومکانیکی است که در یک ترانسفورماتور قدرت ادغام شده است که ولتاژ خروجی ترانسفورماتور را تنظیم می کند. در حالی که ترانسفورماتور پر انرژی و تحت بار باقی می ماند . این کار را با حرکت دادن نقطه اتصال روی یک سیم پیچ از طریق یک سری شیرهای ثابت انجام می دهد و نسبت چرخش موثر را در مراحل گسسته تغییر می دهد. محدوده تنظیم معمولی ± 10٪ ولتاژ نامی است، با اندازه پله بین 0.625٪ و 1.25٪ در هر پله.
بدون LTC، تنظیم ولتاژ را می توان تنها زمانی انجام داد که ترانسفورماتور با استفاده از تپ چنجر بدون بار (NLTC) برق قطع شود. توانایی LTC برای تغییر شیرها تحت بار کامل، آن را برای شبکه ها و کارخانه های صنعتی که بار به طور مداوم در نوسان است ضروری می کند. یک LTC ناموفق می تواند باعث قطعی های آبشاری شود، بنابراین قابلیت اطمینان آن مستقیماً بر پایداری سیستم تأثیر می گذارد. در زیر مقایسه ای کنار هم وجود دارد که تفاوت اساسی را نشان می دهد.
| ویژگی | تعویض ضربه بدون بار (NLTC) | Load Tap Changer (LTC) |
|---|---|---|
| زمان تنظیم ولتاژ | فقط در صورت بی انرژی بودن | در هر زمان، تحت بار کامل |
| قابلیت بارگیری در حین تنظیم | هیچ باری مجاز نیست | بار نامی را حفظ می کند |
| برنامه های کاربردی معمولی | توزیع نسبت ثابت، واحدهای پشتیبان | پست های شبکه، فرآیندهای صنعتی، انرژی های تجدید پذیر |
| هزینه (نسبی) | پایین تر | متوسط به بالا |
| پیچیدگی | کلید مکانیکی ساده | درایو موتور، سوئیچ دیورتر، مقاومت ها/راکتورهای انتقال |
در داخل یک ترانسفورماتور قدرت، LTC ها معمولاً روی سیم پیچ ولتاژ بالا مستقر می شوند، جایی که جریان کمتر است و کنتاکت های تعویض شیر با تنش کمتری برخورد می کنند. چه در حال تعیین یک ترانسفورماتور پست جدید باشید یا یک ناوگان قدیمی را مدیریت کنید، درک دقیق اینکه یک تعویض کننده شیر بار دقیقاً چه چیزی است، زمینه را برای تمام تصمیمات بعدی در مورد طراحی، تشخیص و نگهداری فراهم می کند.
یک LTC از طریق یک دنباله کنترل حلقه بسته عمل می کند که سنجش ولتاژ، حرکت مکانیکی و انتقال جریان بدون قوس را پل می کند. هدف این است که تعداد دورهای موثر روی سیم پیچ تنظیم کننده را بدون قطع شدن جریان بار تغییر دهید. این توالی در چهار مرحله مجزا آشکار می شود که توسط یک مکانیسم موتور محور هماهنگ می شود:
کل این فرآیند بدون هیچ وقفه قابل مشاهده ای انجام می شود. LTC نوع مقاومت با ایجاد لحظه ای مقاومتی که انرژی را در طول عملیات ساخت قبل از شکستن جذب می کند، به سوئیچینگ دست می یابد. یک LTC نوع راکتور از القاگرهای کوچک برای دستیابی به اثری مشابه اما با مزایای منحصر به فرد برای عملکرد مکرر و سرعت بالا استفاده می کند. هر دو طرح مشترک هستند و این انتخاب مستقیماً به فواصل نگهداری و هزینه کلی ترانسفورماتور بستگی دارد.
اپراتورهایی که سطوح گاز محلول در روغن ترانسفورماتور را کنترل میکنند، میتوانند قوسهای غیرعادی سوئیچ دیورتر را خیلی قبل از وقوع یک خرابی مکانیکی تشخیص دهند. این بینش، داده های تشخیصی را به یکی از کاربردی ترین ابزارها برای افزایش عمر سرویس LTC تبدیل می کند.
دو معماری غالب بر منظر LTC غالب هستند: نوع مقاومت (سریع) و نوع راکتور (انتقال طولانیمدت). مکانیسم های سوئیچینگ داخلی آنها در نحوه برخورد با تشکیل لحظه ای دو مسیر جریان موازی در طول تغییر ضربه متفاوت است. این تفاوت واحد به پروفایل های متضاد برای سرعت سوئیچینگ، تقاضای تعمیر و نگهداری و هزینه نصب تبدیل می شود.
| ویژگی | مقاومت نوع LTC | Reactor-Type LTC |
|---|---|---|
| روش سرکوب قوس | مقاومت های انتقال به طور خلاصه وارد شده است | راکتور با ضربه مرکزی امپدانس ایجاد می کند |
| سرعت سوئیچینگ | 40-60 میلی ثانیه در هر مرحله | 0.5-2.0 ثانیه در هر مرحله (پل زدن طولانی مدت) |
| فرکانس تعمیر و نگهداری | بازرسی مخاطبین هر 3 تا 5 سال یا 10000 عملیات | فواصل طولانی تر؛ از نظر مکانیکی کمتر برای مخاطبین نیاز دارید |
| هزینه اولیه | پایین تر capital cost, widely available | سرمایه گذاری اولیه بالاتر |
| کلاس ولتاژ معمولی | تا 220 کیلو ولت، توزیع و انتقال فرعی | اغلب بالای 345 کیلو ولت ترجیح داده می شود، جایی که کنترل مکرر و روان ضروری است |
| تولید گرما در هنگام سوئیچینگ | مقاومت ها انرژی را به صورت گرما تلف می کنند | امپدانس راکتور جریان در گردش را بدون گرمایش مقاومتی قابل توجه محدود می کند |
LTCهای نوع مقاومتی برای اکثر کاربردهای ولتاژ متوسط و انتقال فرعی انتخابی مناسب هستند زیرا فشرده و مقرون به صرفه هستند. با این حال، پس از هزاران عملیات، گرمایش مقاومت و فرسایش تماسی نیاز به فیلتر کردن روغن و تعویض به موقع تماس دارد. طرحهای رآکتوری که در اصل برای شبکههای آمریکای شمالی توسعه یافته بودند، فرکانسهای سوئیچینگ روزانه بالاتر را با انتقالهای آهستهتر و نرمتر تحمل میکنند. برنامه ریزان ابزار اغلب LTC های نوع راکتور را با آنها جفت می کنند ترانسفورماتورهای قدرت غوطه ور در روغن در پست های انتقال که در آن تغییرات دو رقمی شیر روزانه طبیعی است.
برای عملیات صنعتی که هر چند دقیقه یک بار برای جبران بارهای کوره قوس الکتریکی می چرخد، استقامت مکانیکی نوع راکتور می تواند به یک سال اضافی کامل بین بازرسی های اصلی تبدیل شود. انتخاب بین این دو نوع یک تصمیم یکسان نیست. این کار با شمارش واضحی از عملیات روزانه مورد انتظار و ارزش قرار داده شده بر روی حداقل زمان خرابی شروع می شود.
LTC ها در هر جایی که ولتاژ باید در یک باند باریک باقی بماند، علی رغم نوسانات بار گسترده، مستقر می شوند. سه محیط بیش از 90٪ از تمام تاسیسات LTC در سراسر جهان را تشکیل می دهند.
در هر سناریو، LTC یک ترانسفورماتور غیرفعال را به یک گره تنظیم کننده ولتاژ فعال تبدیل می کند. این قابلیت فعال در حال حاضر در بسیاری از کدهای شبکه اجباری است، به ویژه در مناطقی با نفوذ انرژی های تجدید پذیر بالا. هنگام مشخص کردن تجهیزات برای این کاربردها، مهندسان با تجربه اغلب به سازندگانی مراجعه می کنند که تنظیمات LTC قابل تنظیم را ارائه می دهند، از جمله ترانسفورماتورهای نوع خشک با گزینه های LTC برای محیط های داخلی و حساس به آتش.
LTC ها دارای بالاترین چگالی کنتاکت های مکانیکی متحرک در داخل ترانسفورماتور هستند که احتمال خرابی آنها را به احتمال زیاد تبدیل می کند. دادههای CIGRE نشان میدهد که مشکلات LTC در حدود 30 درصد از خرابیهای ترانسفورماتور قدرت نقش دارند. تشخیص زودهنگام خرابی از قطعی های برنامه ریزی نشده جلوگیری می کند که می تواند صدها هزار دلار در روز برای کاربران صنعتی هزینه داشته باشد.
| حالت شکست | علائم | روش تشخیصی | اقدام پیشگیرانه |
|---|---|---|---|
| فرسایش تماس سوئیچ دیورتر | نوسانات پراکنده ولتاژ، افزایش استیلن (C2H2) در روغن | تجزیه و تحلیل گاز محلول (DGA)، اندازه گیری مقاومت تماس ایستا | بازرسی تماسی هر 10000 عملیات، استفاده از آلیاژهای مقاوم در برابر قوس |
| توقف یا عملکرد نادرست مکانیزم | تغییرات شیر شکست خورده، افزایش جریان موتور، هشدارهای کنترلی | تجزیه و تحلیل امضای گشتاور موتور، بازرسی بصری اتصالات درایو | روغن کاری شش ماهه، تعویض بلبرینگ ها و فنرهای فرسوده |
| عایق تخریب روغن | اسیدیته بالا، افزایش ضریب توان، تشکیل لجن | تست شکست دی الکتریک روغن، کشش سطحی، بررسی محتوای بازدارنده | فیلتراسیون یا تعویض سالانه روغن، استفاده از روغن مهار شده |
| ناهماهنگی سوئیچ انتخابگر | نویز مکانیکی، فعالیت تخلیه جزئی، اختلاف موقعیت شیر | بازرسی بصری داخلی (بورسکوپ)، اندازه گیری مقاومت دینامیکی | از مشخصات گشتاور سازنده، کالیبراسیون معمولی سوئیچ محدود پیروی کنید |
DGA تنها با ارزش ترین ابزار هشدار اولیه است. یک جهش ناگهانی در استیلن (C2H2) اغلب نشان دهنده قوس شدید در داخل محفظه دیورتر است، در حالی که یک روند صعودی در اتیلن (C2H4) به کک شدن حرارتی روغن در نزدیکی تماس های بیش از حد گرم شده اشاره دارد. همراه با ترموگرافی مادون قرمز محفظه LTC و ردیابی موقعیت ضربه، اپراتورها اکنون می توانند تعمیر و نگهداری اصلاحی را قبل از وقوع قطعی اجباری برنامه ریزی کنند.
تعمیر و نگهداری پیشگیرانه در LTC تعادلی بین گیر کردن سایش قبل از ایجاد خرابی و جلوگیری از نفوذ غیرضروری است که خود اتصالات پایدار را مختل می کند. چک لیست زیر یک رویکرد عمل گرایانه را بر اساس تجربه خدمات ساختار می دهد.
بودجه بندی برای تعمیر و نگهداری LTC ساده است: یک تعمیر اساسی (تعویض کامل دیورتر به همراه تصفیه روغن) معمولاً بین 10 تا 20 درصد قیمت اولیه خرید ترانسفورماتور هزینه دارد و کار هر 15 تا 20 سال یکبار انجام می شود. توزیع این هزینه در طول عمر 30 ساله دارایی، دلیل محکمی برای عدم به تعویق انداختن تحلیل سالانه نفت است.
انتخاب LTC بیشتر از انتخاب شماره قطعه از کاتالوگ است. این تصمیم باید قابلیتهای تعویض شیر را با واقعیتهای الکتریکی، مکانیکی و اقتصادی نصب هماهنگ کند. با پر کردن یک ماتریس تصمیم با داده های خاص خود شروع کنید.
| عامل | چه چیزی را باید ارزیابی کرد | تاثیر بر انتخاب LTC |
|---|---|---|
| رتبه بندی ولتاژ و MVA سیستم | ولتاژ اولیه، ظرفیت ترانسفورماتور | سطح عایق، تعداد مراحل و مناسب بودن نوع مقاومت یا راکتور را تعیین می کند |
| محدوده تنظیم و اندازه گام | باند ولتاژ مورد نیاز (±10٪ معمولی)، وضوح هر مرحله | گام های ظریف تر (0.625٪) متناسب با الکترونیک حساس است. مراحل درشت تر هزینه و پیچیدگی را کاهش می دهد |
| فرکانس عملیات روزانه | تغییرات مورد انتظار شیر در روز در شرایط عادی و اضطراری | بیش از 30 عملیات در روز، نوع راکتور اغلب استقامت بهتری را ارائه می دهد |
| شرایط محیطی | دمای محیط، رطوبت، آلودگی، فضای داخلی در مقابل فضای باز | آب بندی محفظه، مشخصات رنگ و طراحی سیستم حفظ روغن را دیکته می کند |
| بودجه چرخه عمر | هزینه اولیه در مقابل هزینه های پیش بینی شده تعمیر و نگهداری و خرابی بیش از 25 سال | سرمایهگذاری اولیه بالاتر در نوع راکتور ممکن است در کاهش قطعی تعمیرات جبران شود |
یک ترانسفورماتور پست جدید 50 مگاولت آمپر و 115 کیلو ولت که برای تاسیساتی با سابقه 40 تغییر شیر در روز در نظر گرفته شده است، علیرغم هزینه سرمایه بالاتر، به سمت یک LTC نوع راکتور متمایل می شود، زیرا قطعی تجدید تماس اجتناب شده طی یک دهه هزینه کل مالکیت کمتری را به همراه دارد. برعکس، یک ترانسفورماتور توزیع صنعتی 12.47 کیلوولت که فقط پنج تنظیم در روز انجام میدهد، به خوبی توسط یک LTC از نوع مقاومت مدرن با نظارت مبتنی بر شرایط کار میکند.
در نهایت، انتخاب صحیح LTC تابعی از فلسفه عملیاتی است، نه فقط مشخصات. همکاری با سازندهای که میتواند راهحلهای LTC یکپارچه در کارخانه را ارائه دهد - و پشتیبانی تشخیصی برای نظارت بر آنها - تضمین میکند که ترانسفورماتور در هر فصل تقاضا به طور قابل اعتماد کار میکند.
با ما تماس بگیرید