Rolul transformatoarelor-immerse în petrol în sectorul industrial

Introducere

Instalațiile industriale atrag energie la medie tensiune de la rețeaua de utilități și o distribuie echipamentelor de proces la tensiunile de utilizare. Transformatoarele imersate în ulei-se află în centrul acestui lanț, transformând tensiunea de intrare la nivelurile utilizate de motoare, cuptoare, variatoare și sisteme de control, oferind în același timp izolarea, impedanța și capacitatea de suprasarcină pe care o necesită sarcinile industriale. Rolul lor este definit nu de o singură funcție, ci de un set de îndatoriri pe care acest articol le examinează pe rând.

Transformarea tensiunii și distribuția puterii

Sarcina principală a unui transformator-immers în ulei în industrie este conversia tensiunii. O instalație primește în mod obișnuit putere la 11 kV, 33 kV sau o tensiune de utilitate mai mare și o reduce la 0,4 kV, 0,66 kV sau la un alt nivel de utilizare pentru instalațiile de comutare și centrele de sarcină. Transformatorul stabilește coloana vertebrală de distribuție a centralei, iar ratingul său stabilește sarcina maximă pe care o poate servi instalația. Deoarece unitățile cu apă-immersă în ulei sunt disponibile în categorii mari cu etape de răcire ONAN, ONAF și OFAF, acestea acoperă orice, de la substații mici ale instalațiilor până la puterea grea de proces.

Fiabilitatea aprovizionării și protecție

Procesele industriale depind de alimentarea continuă, iar transformatorul contribuie la fiabilitate în mai multe moduri. Impedanța sa limitează curentul de defect pe care trebuie să-l întrerupă aparatul de distribuție din aval și izolează rețeaua instalației de perturbații pe partea de utilități. Uleiul însuși oferă atât izolație, cât și un mediu de diagnostic: analiza gazelor dizolvate a probelor de ulei detectează defecțiunile interne în curs de dezvoltare cu mult înainte de defecțiune, motiv pentru care transformatoarele cu ulei-immerse sunt preferate acolo unde resursele de întreținere permit monitorizarea stării.

Sarcini grele: Cuptoare cu arc și sudare

Fabrica de oțel, turnătorii și atelierele de fabricare operează cuptoare cu arc și echipamente de sudare care atrag curenți mari, fluctuanți. Aceste sarcini au nevoie de o alimentare robustă și stabilă, cu rezistență ridicată la scurt-circuit și reglare controlată a tensiunii. Transformatoarele cuptorului și transformatoarele redresoare sunt modele specializate în ulei-cu mecanică întărită și impedanță potrivită, iar transformatoarele de distribuție care alimentează locurile de sudură sunt dimensionate ținând cont de ciclul de funcționare și căderea de tensiune a procesului de sudare. Răcirea cu ulei face față sarcinii termice susținute pe care o impun aceste aplicații.

Puterea motorului și sistemele de acționare

Motoarele consumă cea mai mare parte din electricitatea industrială, iar transformatorul le oferă nivelul corect de tensiune și capacitatea de{0}}eliminare a erorilor. Este important să fiți precis cu privire la împărțirea sarcinilor: transformatorul furnizează energie la tensiunea nominală, în timp ce viteza, cuplul și direcția de rotație sunt controlate de demarorul motorului sau de convertizorul de frecvență, nu de transformatorul în sine. Transformatoarele de instalație care alimentează centrele de sarcină ale motorului sunt selectate ținând cont de curentul de pornire, căderea de tensiune la pornire și armonicile injectate de convertizoare, inclusiv deratingul pentru sarcina neliniară atunci când convertizoarele reprezintă o mare parte din sarcina conectată.

Calitatea puterii și armonici

Sarcinile industriale generează armonici de la unități, redresoare și echipamente cu arc. Transformatorul influențează calitatea puterii în trei moduri: impedanța sa modelează căderea de tensiune sub sarcină, configurația sa de înfășurare, cum ar fi Dyn11, oferă o cale pentru unii curenți armonici și un neutru stabil, iar inductanța de scurgere oferă impedanță în serie care ajută la atenuarea perturbațiilor de-frecvență înaltă. Transformatorul singur nu elimină armonicile; filtrele armonice și echipamentele de atenuare sunt dimensionate folosind impedanța sistemului, astfel încât datele transformatorului fac parte din studiul de calitate a puterii.

Reziliența la mediu

Site-urile industriale sunt prăfuite, umede, corozive și expuse la intemperii. Transformatoarele imersate în ulei-etanșate ermetic protejează înfășurările de umiditate și contaminare, iar rezervorul etanș se potrivește instalării în aer liber cu un adăpost minim. Pentru medii solicitante, opțiuni precum rezervoarele acoperite cu epoxi-, grade de protecție mai ridicate și fluide alternative extind domeniul de aplicare; fluidele esterice biodegradabile sunt utilizate acolo unde riscul de mediu și siguranța la incendiu sunt decisive.

Considerații de selecție și dimensionare

Evaluare: dimensiunea din profilul de sarcină real, nu sarcina conectată și include alocația de creștere și capacitatea de suprasarcină conform IEC 60076-7.

Tensiunea și grupul de vectori: potriviți tensiunea de utilitate, tensiunea de utilizare și schema de împământare, de obicei Dyn11 pentru serviciul de distribuție.

Impedanta: se coordoneaza cu studiul de protectie si reglarea tensiunii admisibile pentru pornirea motoarelor mari.

Răcire: ONAN pentru utilizare simplă, ONAF unde este necesară capacitatea de suprasarcină sezonieră.

Standarde: specifică proiectarea și testarea conform seriei IEC 60076, cu certificare regională acolo unde proiectul o cere.

Întreţinere

Programul de întreținere al transformatorului scufundat în ulei-se concentrează pe ulei: prelevarea anuală de probe pentru rezistență dielectrică și umiditate, analiză periodică a gazelor dizolvate și verificări ale indicatorului de nivel, ale ventilației și ale dispozitivelor de protecție. Rezervorul și bucșele sunt inspectate pentru scurgeri și coroziune, iar sistemul de răcire este verificat. Acest program este modest în comparație cu valoarea activului, motiv pentru care transformatoarele-immerse în ulei rămân calul de lucru al distribuției industriale a energiei.

Întrebări frecvente

De ce sunt preferate-transformatoarele cu ulei în industria grea?

Acestea combină o capacitate mare de evaluare, construcție mecanică robustă, răcire eficientă și monitorizarea stării prin analiza uleiului. Răcirea cu ulei face față sarcinilor grele susținute, iar construcția etanșă rezistă mai bine în medii industriale decât modelele deschise.

Transformatoarele controlează viteza motoarelor industriale?

Nu. Un transformator modifică nivelul de tensiune; viteza motorului, cuplul și direcția sunt controlate de demaror sau de variatorul de frecvență. Transformatorul trebuie pur și simplu să alimenteze convertizorul și motorul cu o tensiune adecvată și o capacitate de defecțiune, inclusiv derating pentru armonici.

Care este diferența dintre răcirea ONAN și ONAF?

ONAN utilizează circulația naturală a uleiului și convecția naturală a aerului, oferind o funcționare simplă și silențioasă la un rating de bază. ONAF adaugă ventilatoare cu aer forțat-, care cresc capacitatea de răcire și, prin urmare, sarcina admisă, cu costul întreținerii ventilatorului și al zgomotului.

Cum afectează impedanța transformatorului o instalație industrială?

Impedanța setează căderea de tensiune la sarcină maximă și curentul de defect disponibil. Impedanța scăzută oferă o reglare mai bună a tensiunii, dar un curent de defect mai mare, în timp ce impedanța ridicată limitează curentul de defect în detrimentul reglării. Valoarea este aleasă cu studiul de protecție și-pornire a motorului.

Pot fi folosite transformatoarele cu ulei-cu generare din surse regenerabile?

Da. Ele sunt utilizate pe scară largă ca transformatoare de interfață pentru instalațiile solare, eoliene și de stocare, crescând tensiunea invertorului până la tensiunea de colectare sau de utilități. Specificația include schema de împământare a invertorului și sarcina armonică a echipamentului de conversie.

Cât de des trebuie testat uleiul de transformator?

Cel puțin anual pentru proprietăți de rutină, cum ar fi rezistența dielectrică și umiditatea. Analiza gazelor dizolvate este recomandată la fiecare doi până la trei ani, sau mai devreme după o defecțiune sau suprasarcină suspectată, deoarece rapoartele de gaz oferă avertizare timpurie privind supraîncălzirea sau descărcarea internă.