Load Tap Changer (LTC) چیست؟

انحراف 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.

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.

چگونه یک بار تغییر شیر کار 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:

1. نظارت بر ولتاژ یک رله ولتاژ یا تنظیم کننده دیجیتال به طور مداوم ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور را با نقطه تنظیم مقایسه می کند. هنگامی که انحراف از یک باند مرده از پیش تعیین شده (معمولاً ± 0.75٪ تا 1.5±٪) فراتر رود، کنترل فرمان تغییر ضربه را آغاز می کند.
2. حرکت سوئیچ انتخابگر درایو موتور یک سوئیچ انتخابی را می چرخاند که موقعیت ضربه بعدی را آماده می کند. در این مرحله جریان اصلی همچنان از شیر موجود جریان دارد.
3. انتقال سوئیچ دیورتر. سوئیچ دیورتر جریان بار را از شیر فعال به شیر از پیش انتخاب شده منتقل می کند. در طول دوره انتقال کوتاه - معمولاً 40 تا 100 میلی ثانیه - یک یا چند مقاومت (یا راکتور) انتقال در مدار می مانند تا جریان در گردش را محدود کرده و قوس را سرکوب کنند.
4. قفل و بازخورد. مکانیسم در شیر جدید قفل می شود و سیستم کنترل ولتاژ را دوباره بررسی می کند. اگر انحراف اکنون در محدوده باشد، دنباله به پایان می رسد. در غیر این صورت، مراحل بعدی آغاز 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.

انواع تپ چنجر بار: نوع مقاومت در مقابل نوع راکتور

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.

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.

تولید کنندگان ترانسفورماتور غوطه ور در روغن، کارخانه OEM/ODM

Jiangsu Dingxin Electric یک تولید کننده ترانسفورماتور غوطه ور روغن سفارشی چین و کارخانه ترانسفورماتور غوطه ور روغن OEM/ODM، ترانسفورماتور غوطه ور روغن سفارشی به صورت آنلاین است.

مشاهده محصول →

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.

کاربردهای کلیدی لود تپ چنجرها در سیستم های قدرت

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.

• پست های انتقال و توزیع. اپراتورهای شبکه از LTC در ترانسفورماتورهای قدرت برای حفظ سطوح ولتاژ قانونی در نقطه کوپلینگ مشترک استفاده می کنند. یک ترانسفورماتور پست 115 کیلوولت / 13.8 کیلو ولت ممکن است 15 تا 30 بار در روز تغییر ضربه بزند تا چرخه بار روزانه و کاهش ولتاژ ناشی از خطاهای دور را خنثی کند.
• کارخانه های صنعتی سنگین کوره های قوس الکتریکی، آسیاب های نورد و استارت های موتور بزرگ تغییرات بار شدید و مکرر را تحمیل می کنند. LTCها در ترانسفورماتورهای کوره جابجایی موقعیت الکترود را جبران می کنند و اغلب چندین صد عملیات را در روز انجام می دهند. بدون تنظیم بار، سوسو زدن ولتاژ کدهای برق را نقض می کند و به تجهیزات مجاور آسیب می رساند.
• یکپارچه سازی انرژی های تجدیدپذیر مزارع خورشیدی و بادی از طریق ترانسفورماتورهای پله‌آپ به شبکه متصل می‌شوند که اغلب جریان‌های برق معکوس و تولید متغیر را مشاهده می‌کنند. LTC ها پروفیل ولتاژ را در گذرگاه کلکتور صاف می کنند و از افزایش ولتاژ جلوگیری می کنند و ظرفیت میزبانی بالاتر را ممکن می سازند. ترانسفورماتورهای روی پد با LTC ها به طور فزاینده ای در پروژه های خورشیدی توزیع شده که ولتاژ فیدر با تولید ظهر افزایش می یابد رایج است.

تولید کنندگان جعبه ترانسفورماتور پد نصب شده، کارخانه

Jiangsu Dingxin Electric تولید کننده ترانسفورماتور پد سفارشی چین و کارخانه ترانسفورماتور نصب شده بر روی پد OEM/ODM، ترانسفورماتور نصب شده بر روی پد سفارشی است.

مشاهده محصول →

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.

تولید کنندگان ترانسفورماتور نوع خشک، کارخانه ترانسفورماتور نوع خشک

Jiangsu Dingxin Electric تولید کننده ترانسفورماتور نوع خشک سفارشی چین و کارخانه ترانسفورماتور نوع خشک OEM/ODM، ترانسفورماتور نوع خشک سفارشی آنلاین است.

مشاهده محصول →

خطاهای متداول تپ بار و روش های تشخیصی

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.

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.

بارگیری Tap Changer Maintenance Best Practices

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.

1. نمونه برداری روغن و DGA. هر 6 تا 12 ماه یکبار از محفظه دیورتر روغن بکشید. سطوح استیلن، هیدروژن و اتیلن را با سطح پایه مقایسه کنید. افزایش 50 درصدی سال به سال مستلزم بازرسی داخلی است.
2. اندازه گیری سایش تماسی در LTC های نوع مقاومت، پس از هر 10000 عملیات یا در علامت 3 ساله، هر کدام که زودتر اتفاق بیفتد، کنتاکت های دیورتر را بررسی کنید. عرض تماس را اندازه بگیرید و مجموعه هایی را که بیش از 50 درصد ضخامت اصلی فرسایش یافته اند جایگزین کنید.
3. روانکاری مکانیزم درایو. تمام چرخ دنده ها و اتصالات را به صورت شش ماهه چرب کنید. پین های برشی شکسته را بررسی کنید و بررسی کنید که نشانگر موقعیت مکانیکی کاملاً با نشانگر شیر برقی مطابقت دارد.
4. تعمیر و نگهداری روغن ترانسفورماتور. روغن محفظه LTC را بر اساس تست اسیدیته و استحکام دی الکتریک فیلتر یا تعویض کنید. از همان نوع روغن توصیه شده برای مخزن اصلی استفاده کنید، اما برای جلوگیری از آلودگی متقاطع، دو سیستم روغن را از هم جدا نگه دارید.
5. ثبت عملیاتی هر تغییر ضربه را با تاریخ و جریان بار ضبط کنید. کنترلرهای دیجیتال مدرن به طور خودکار این را ثبت می کنند. افزایش ناگهانی و غیرقابل توضیح در فرکانس تغییر شیر اغلب منعکس کننده خرابی تنظیم کننده ولتاژ یا مشکل بار در حال تحول است.

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.

نحوه انتخاب تپ چنجر بار مناسب برای ترانسفورماتور

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.

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.