Vodič za srednje naponske transformatore

 

 

Srednjenaponski transformatori temeljne su komponente moderne električne infrastrukture. Dokvisokonaponski transformatoriprvenstveno se koriste za masovni prijenos električne energije na velike udaljenosti-pojačavanje izlaza generatora kako bi se smanjili gubici u liniji-srednjenaponski transformatori rade unutar distribucijske mreže, pretvarajući električnu energiju s jedne naponske razine na drugu unutar srednjeg raspona. To omogućuje sigurnu i učinkovitu isporuku energije kroz industrijske, komercijalne i komunalne sustave. Razumijevanje karakteristika, tipova i kriterija odabira srednjenaponskih transformatora stoga je bitno za inženjere, upravitelje objekata i stručnjake za nabavu uključene u projektiranje i održavanje električnih sustava.

 

 

1.1 Definicija

Srednjenaponski transformator je električni uređaj koji pretvara električnu energiju između srednjih naponskih razina-obično dolaznog distribucijskog napona-i nižih napona prikladnih za-krajnju upotrebu. U praktičnom smislu, srednjenaponski transformator prima snagu pri naponima u rasponu od približno2,4 kV do 69 kVi smanjuje ga na napone korištenja kao što su 480 V, 208 V ili druge razine koje zahtijeva opterećenje.

Točne granice napona neznatno se razlikuju ovisno o standardu koji konzultirate. Prema ANSI-ju (American National Standards Institute), srednjenaponski transformatori mogu podnijeti napone od2,4 kV do 69 kV. IEEE definira srednjenaponske sustave u Sjedinjenim Državama kao tipično u rasponu od5 kV do 35 kVza većinu distribucijskih primjena, s opremom koja je obično ocijenjena na 5 kV ili 15 kV. U Europi standard EN 50588-1 definira transformatore srednje snage kao one s najvećim naponom za opremu većim od 1,1 kV, ali ne većim od 36 kV.

 

1.2 Uloga u sustavu distribucije električne energije

Da biste razumjeli gdje se uklapaju srednjenaponski transformatori, pomaže vam slika šire hijerarhije distribucije energije:

Generacija → Prijenos:Elektrane proizvode električnu energiju na relativno niskim naponima, koji se zatim povećavaju na visoke ili ekstra{0}}visoke napone (115 kV do 765 kV) za učinkovit-prijenos na velike udaljenosti.

Prijenos → Distribucija:U trafostanicama se visoki naponi spuštaju na srednje napone (obično 5 kV do 35 kV) za distribuciju kroz primarne vodove.

Distribucija → Kupac:Srednjenaponski transformatori pružaju konačnu transformaciju napona, snižavajući distribucijski napon na razine iskorištenja (npr. 480 V, 240 V, 120 V) za krajnje-korisnike.

U mnogim slučajevima, komunalno poduzeće isporučuje struju objektu na srednjem naponu, a objekt posjeduje i upravlja vlastitim srednjenaponskim transformatorom za spuštanje na niski napon. Ovakav raspored omogućuje objektu da iskoristi niže troškove energije povezane s uslugom srednjeg napona i daje vlasniku veću kontrolu nad kvalitetom električne energije.

1.3 Ključni standardi i usklađenost

Srednjenaponski transformatori proizvode se u skladu s raznim industrijskim standardima, ponajviše iz IEEE i IEC. U Sjedinjenim Državama značajke i funkcionalnost većine distribucijskih transformatora potpadaju podIEEE standard C57.12.00(Standardni opći zahtjevi za-tekuće uronjene distribucijske, energetske i regulacijske transformatore). Međutim, mnogi drugi standardi primjenjuju se na specifične vrste transformatora i primjene:

• IEEE C57.12.01:Standardni opći zahtjevi za suhe-razvodne i energetske transformatore
• IEEE C57.12.34:Zahtjevi za-postavljene,-odjeljke, samo-hlađene, tro-razdjelne transformatore
• IEEE C57.12.28/29:Cjelovitost kućišta-opreme montirane na podlogu
• IEC 60076:Serije međunarodnih standarda za energetske transformatore, uključujući transformatore srednje snage
• NEMA TP-1:Vodič za određivanje energetske učinkovitosti za distribucijske transformatore
• DOE 10 CFR dio 431:Standardi američkog Ministarstva za energetsku učinkovitost za distribucijske transformatore

Za instalacije u Sjedinjenim Državama, sukladnost sNacionalni električni kodeks (NFPA 70)je također obavezan. U Kanadi,Kanadski električni kodeks (CEC)primjenjuje se.

 

 

 

Nisu svi srednjenaponski transformatori jednaki. Izbor tipa transformatora ima duboke implikacije na cijenu, sigurnost, zahtjeve za instalaciju i dugoročnu-pouzdanost.

 

2.1 Tekući-uronjeni u odnosu na suhi-tip

Ovo je najosnovnija razlika među srednjenaponskim transformatorima.

Kompromis-između ove dvije obitelji je značajan:

Atribut	Tekućina-Uronjena	Suhi-Tip
Opasnost od požara	Viša-zahtijeva zaštitu od požara za unutarnju upotrebu	Niska-pogodna za unutarnju ugradnju
Učinkovitost hlađenja	Izvrsno (ulje dobro provodi toplinu)	Umjereno (oslanja se na cirkulaciju zraka)
Održavanje	Potrebno je periodično ispitivanje ulja i filtracija	Nisko održavanje
Životni vijek	Tipično 30–40 godina	Tipično 20-30 godina
Tipične primjene	Vanjske trafostanice, komunalni razvod	Unutarnje instalacije, poslovni objekti
Početni trošak	Općenito niže za istu ocjenu	Općenito više za istu ocjenu
Rizik za okoliš	Curenje ulja može zagaditi tlo	Nema tekućine, nema opasnosti od prolijevanja

 

2.2 Transformatori trafostanica

2.3 Transformatori postavljeni-na podloške

2.4 Transformatori-montirani na stup

2.5 Transformatori od lijevane smole

 

 

 

Fizička konstrukcija jezgre transformatora određuje njegovu učinkovitost, gubitke i radne karakteristike.

3.1 Osnovni materijali

Jezgra služi kao magnetski put za prijenos energije između primarnog i sekundarnog namota. Njegova svojstva materijala izravno utječu na gubitke bez-opterećenja (gubici u jezgri), učinkovitost i porast temperature.

Zrnati{0}}silicijski čelik (GOSS)ostaje najčešće korišten materijal jezgre za srednjenaponske transformatore. Nudi visoku magnetsku permeabilnost i male gubitke vrtložnih struja. GOSS je konstruiran s preferiranom orijentacijom zrna koja usklađuje magnetske domene sa smjerom magnetskog toka, čime se povećava učinkovitost.

Amorfne metalne legurepojavili su se kao alternativa energetski-učinkovitim distribucijskim transformatorima. Ovi materijali nude ultra{2}}niske gubitke željeza-obično 70% do 80% manje od konvencionalnog silikonskog čelika-ali uz višu cijenu materijala. Osobito su privlačni za transformatore koji dulje vrijeme rade pri malim opterećenjima.

Nanokristalne meke magnetske legurepokazuju izvrsna magnetska svojstva na visokim frekvencijama i prvenstveno se koriste u elektroničkim ili-transformatorima posebne namjene, a ne u konvencionalnim 50/60 Hz distribucijskim jedinicama.

 

 

 

Odabir pravog transformatora počinje razumijevanjem njegovih temeljnih vrijednosti.

4.1 Oznake napona

Svaki srednjenaponski transformator ima dvije kritične vrijednosti napona: primarni napon (ulazna strana) i sekundarni napon (izlazna strana). Na primjer, transformator nazivnog napona 13,8 kV / 480 V prima 13,8 kV na primarnoj strani i daje 480 V na sekundarnoj strani.

Transformatori također imaju osnovnu razinu impulsa (BIL), koja predstavlja vršni napon koji izolacija može izdržati tijekom udara munje ili prenapona. Za srednjenaponske transformatore, BIL ocjene se kreću od 60 kV do 150 kV ili više, ovisno o klasi napona i primjeni.

Oznake 4,2 kVA

Oznaka transformatora u kVA (kilovolt-amperima) pokazuje njegov prividni kapacitet snage-koliku struju može nositi bez pregrijavanja. Standardne veličine tro-faznog srednjenaponskog transformatora kVA uključuju:30, 45, 75, 112,5, 150, 225, 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000 i 2500 kVA.

Odabir točne kVA vrijednosti je kritičan. Transformator koji je premali će se pregrijati, smanjujući životni vijek izolacije i potencijalno uzrokujući preuranjeni kvar. Preveliki transformator povećava početne troškove i može raditi neučinkovito pri malim opterećenjima, budući da gubici u jezgri postoje bez obzira na opterećenje.

4.3 Porast temperature i klase izolacije

Transformatori su navedeni s ocjenom porasta temperature-obično 80 stupnjeva, 115 stupnjeva ili 150 stupnjeva -što pokazuje koliko će temperatura transformatora porasti iznad temperature okoline pod punim opterećenjem. Transformator s porastom od 80 stupnjeva radi znatno hladnije od onog koji je ocijenjen za porast od 150 stupnjeva, što može dovesti do duljeg vijeka trajanja izolacije i bolje učinkovitosti, ali i većeg početnog troška.

Izolacijske klase (Klasa A na 105 stupnjeva, Klasa B na 130 stupnjeva, Klasa F na 155 stupnjeva, Klasa H na 180 stupnjeva) definiraju maksimalnu radnu temperaturu koju izolacijski materijali mogu izdržati bez značajne degradacije.

 

 

 

Način spajanja namota transformatora određuje njegovu izvedbu s neuravnoteženim opterećenjima, harmonicima i kvarovima na zemlji.

5.1 Osnovni tipovi povezivanja

Tri su temeljnaspoj namotasheme:

Zvjezdasta (Wye) veza (Y):Jedan kraj svakog faznog namota spojen je zajedno u zajedničkoj točki (nulti). Spoj u zvijezdu osigurava neutralnu točku koja se može uzemljiti.

Delta spoj (D):Faze su povezane u zatvorenu petlju, bez neutralne točke. Delta veze su inherentno uravnotežene i pružaju put za struje nulte-sekvence.

Cik-cak spoj (Z):Specijalizirani spoj koji se prvenstveno koristi za uzemljenje transformatora ili transformatora manje snage. Cik-cak spojevi obično se koriste samo na sekundarnoj strani.

 

5.2 Oznaka grupe vektora

Vektorska skupina transformatora opisuje konfiguraciju namota i fazni odnos između primarnog i sekundarnog napona. Notacija slijedi standardni format:

Prvo slovo (veliko) označava primarni spoj namota: D za trokut, Y za zvijezdu, Z za cik-cak.

Drugo slovo (malo) označava spoj sekundarnog namota.

"n" označava da je neutralna točka izvučena.

Broj označava fazni pomak u notaciji sat-sat (pomnožite s 30 stupnjeva da biste dobili stupnjeve kašnjenja).

5.3 Usporedba Dyn11 i Yyn0

Dvije skupine vektora dominiraju distribucijskim aplikacijama:Dyn11iYyn0.

Dyn11sadrži delta-spojeni primarni (D) i zvijezda-spojeni sekundar s neutralom (yn), s faznim pomakom od 330 stupnjeva (11 na satu). Delta primarni osigurava cirkulirajući put za struje nulte-sekvence i hvata trostruke harmonike (3., 9. itd.), sprječavajući ih da se reflektiraju natrag u opskrbnu mrežu. Dyn11 se također izuzetno dobro nosi s neuravnoteženim opterećenjima, što ga čini preferiranim izborom za moderne distribucijske sustave s ne-linearnim opterećenjima kao što su računala, LED rasvjeta i pogoni promjenjive frekvencije.

Yyn0ima zvijezdu-spojeni primarni (Y) i zvijezda-spojeni sekundar s neutralom (yn), s nultim pomakom faze. Primaru zvijezde nedostaje povratni put za struje nulte-sekvence. Posljedično, trostruki harmonici se mogu pojaviti na primarnom naponu, a neuravnotežena opterećenja mogu uzrokovati neutralni pomak, što dovodi do neravnoteže faznog napona. Yyn0 je općenito ograničen na aplikacije s minimalnim harmonijskim sadržajem i uravnoteženim opterećenjima. Postoji dodatno ograničenje: u Yyn0 transformatorima struja neutralne linije ne smije premašiti 25% nazivne struje sekundarnog namota, dok Dyn11 može podnijeti do 75%.

Ukratko, za većinu modernih aplikacija-osobito onih koje uključuju ne-linearna opterećenja, podatkovne centre, industrijska postrojenja ili bilo koja postrojenja sa značajnim-faznim opterećenjima-Dyn11 je vektorska grupa izbora.

 

Pravilno dimenzioniranje transformatora jedna je od najvažnijih odluka u projektiranju elektroenergetskog sustava. Pogreške u ovoj fazi mogu dovesti do godina neučinkovitosti ili preranog neuspjeha.

6.1 Postupak određivanja veličine korak-po-korak

Korak 1: Izračunajte ukupnu snagu opterećenja.Sastavite popis svih opterećenja povezanih nizvodno od transformatorskih-motora, rasvjete, HVAC-a, uredske opreme i proizvodnih strojeva.

Korak 2: Primijenite faktore istovremenosti.Ne rade sva opterećenja punim kapacitetom istovremeno. Faktor raznolikosti (obično 0,7 do 0,9) objašnjava ovu stvarnost.

Korak 3: Uračunajte struje pokretanja motora.Induktivna opterećenja poput motora troše 3 do 7 puta veću struju od normalne radne struje tijekom pokretanja. Transformator mora imati dovoljan kapacitet da podnese ove udarne struje bez pretjeranog pada napona.

Korak 4: Primijenite sigurnosnu marginu.Dodajte 20% do 30% dodatnog kapaciteta kako biste se prilagodili fluktuacijama opterećenja i budućem proširenju.

Korak 5: Izračunajte kapacitet transformatora.Koristite formulu:

Kapacitet transformatora (kVA)=Ukupna snaga opterećenja (kW) ÷ faktor snage × sigurnosna granica

Tipični faktori snage kreću se od 0,8 do 0,95 za većinu industrijskih i komercijalnih opterećenja.

Korak 6: Odaberite sljedeću standardnu ​​veličinu.Zaokružite na najbližu standardnu ​​kVA ocjenu s popisa u odjeljku 4.2.

 

6.2 Razmatranja okoliša i primjene

Izračun veličine samo je početak. Nekoliko drugih čimbenika utjecat će na vaš konačni odabir:

• Okruženje visoke temperature:Za instalacije na povišenim temperaturama okoline ili iznad 1000 metara nadmorske visine, smanjite nazivni kapacitet za 5% do 20% zbog smanjene učinkovitosti hlađenja i izolacije.
• Harmonijski sadržaj:Sustavi sa značajnim ne{0}}linearnim opterećenjima (pogoni s promjenjivom frekvencijom, UPS sustavi, LED rasvjeta, računala) mogu zahtijevati transformator sK-faktorska ocjenaza rukovanje harmonijskim grijanjem bez smanjenja snage.
• Instalacijsko okruženje:Suhi-transformatori općenito se preferiraju za unutarnje instalacije gdje je sigurnost od požara važna. Jedinice-uronjene u tekućinu isplativije su-za vanjske instalacije s odgovarajućim prostorom i zadržavanjem.
• Udarna opterećenja:Za opterećenja kao što su zavarivači ili kompresori koji postavljaju iznenadne, visoke zahtjeve za strujom, povećajte kapacitet za 10% do 30%.

 

6.3 Učinkovitost i energetski standardi

Energetska učinkovitostpostao je sve važniji faktor pri odabiru transformatora, vođen i operativnim troškovima i regulatornim zahtjevima.

U Sjedinjenim Državama,Ministarstvo energetike (DOE)uspostavljeni obavezni standardi učinkovitosti za distribucijske transformatore, na snazi ​​od 1. siječnja 2016., prema 10 CFR, dio 431. Ovi standardi, koji se primjenjuju na sve distribucijske transformatore proizvedene na ili nakon tog datuma i prodane u bilo kojoj državi SAD-a, temelje se na učinkovitosti izmjerenoj na35% opterećenja-odražavajući istraživanje koje pokazuje da većina distribucijskih transformatora u prosjeku radi s približno 35% nazivnog kapaciteta.

Za aplikacije koje zahtijevaju najveću učinkovitost,NEMA Premiumučinkoviti transformatori nude približno 30% manje gubitke od zahtjeva DOE 2016. Iako početna premija troškova može biti značajna, razdoblje povrata kroz smanjene gubitke energije često je privlačno za kontinuirano opterećene transformatore.

 

6.4 Impedancija

Impedancija transformatora(izraženo u postocima) određuje koliko transformator ograničava struju kvara i koliki pad napona se javlja pod opterećenjem. Standardni distribucijski transformatori obično imaju impedancije u rasponu od 2% do 8%. Veća impedancija smanjuje struju kvara i štiti nizvodnu opremu, ali povećava pad napona.

 

 

 

Ispravna instalacija ključna je za sigurnost, učinkovitost i dugovječnost transformatora. Instalacija koja ne ispunjava zahtjeve koda može dovesti do pregrijavanja, električnih opasnosti, propusta u inspekciji i potencijalnih zakonskih odgovornosti.

7.1 Slobodni prostor i radni prostor

Nacionalni električni kodeks (NEC) zahtijeva odgovarajući radni prostor oko električne opreme kako bi se omogućio spreman i siguran rad, održavanje i pregled. Ključni zahtjevi uključuju:

• Minimalna čista visina radnog prostora:2,0 m (6,5 stopa)
• Minimalna širina čistog radnog prostora:914 mm (3 stope)
• Prednji razmak:Najmanje 3 stope (0,9 m) ispred kućišta transformatora za pregled i održavanje
• Ventilacijski razmak:Obično 150 do 300 mm (6 do 12 inča) oko ventiliranih površina za transformatore suhog-tipa kako bi se omogućio nesmetan protok zraka

Za transformatore montirane-na podlogu, posebni zahtjevi za slobodnim prostorom ovise o instalaciji. NEC ne propisuje uvijek izričito razmake s lijeve, desne i stražnje strane, ali moraju se slijediti lokalni propisi i upute proizvođača. FM Global, na primjer, zahtijeva 25 stopa između transformatora-napunjenih mineralnim uljem, iako ovaj zahtjev pada na nulu za transformatore koji koriste manje-zapaljive tekućine.

7.2 Odvajanje odjeljaka

Za instalacije srednjeg napona, odjeljci srednjeg i niskog napona moraju biti odvojeni čeličnom barijerom koja se proteže cijelom visinom i dubinom odjeljaka. Oba odjeljka moraju biti izrađena od čeličnog lima u skladu sa zahtjevima ANSI.

7.3 Uzemljenje

Ispravno uzemljenje ključno je za sigurnost i zaštitu opreme. Otpor uzemljenja obično treba održavati naManji ili jednak 10 ohma. Neutralni priključak transformatora (ako postoji) mora biti pravilno uzemljen u skladu s projektom sustava i primjenjivim kodovima. Zahtjevi za uzemljenje detaljno su navedeni u NEC članku 250.

7.4 Zaštita od požara

Za transformatore-napunjene uljem instalirane u zatvorenom prostoru ili u blizini zgrada, možda će biti potrebne mjere zaštite od požara. To može uključivati:

• Protupožarni-zidovi ili barijere
• Automatski sustavi za suzbijanje požara
• Zadržavanje ulja (bazeni za zadržavanje izlijevanja ili jame-za zadržavanje ulja)
• Automatski sustavi za drenažu za veće instalacije

Vrsta tekućine koja se koristi u transformatoru također utječe na zahtjeve zaštite od požara. Transformatori napunjeni manje-zapaljivim ili biorazgradivim tekućinama mogu se kvalificirati za smanjene razmake i pojednostavljene mjere zaštite od požara.

 

 

 

Zaštita srednjenaponskog transformatora zahtijeva koordinirani pristup koji se odnosi i na unutarnje kvarove i na vanjske poremećaje sustava.

8.1 Prekostrujna zaštita

NEC zahtjevi za prekostrujnu zaštitu transformatora ovise o impedanciji transformatora. Za transformatore s 6% impedancije ili manje, NEC zahtijeva i primarnu i sekundarnu zaštitu. Primarni osigurač ne smije premašiti 300% primarne struje punog -opterećenja (FLA), a sekundarni prekostrujni uređaj na 480 V ne smije premašiti 125% sekundarne FLA.

8.2 Osigurači u odnosu na prekidače

Izbor između osigurača i prekidača za zaštitu transformatora uključuje-kompromise:

U mnogim distribucijskim mrežama koristi se kombinirani pristup: osigurači na primarnoj strani za-zaštitu od kratkog spoja, u kombinaciji s nisko{1}}naponskim glavnim prekidačem koji pruža zaštitu od preopterećenja.

 

 

 

 

 

Čak i najpouzdaniji transformator zahtijeva redovito održavanje kako bi postigao puni vijek trajanja. Dobro-osmišljen program održavanja može produljiti vijek trajanja transformatora s tipičnih 20-30 godina na 40 ili više godina.

9.1 Predviđeno održavanje

Prediktivno održavanje koristi dijagnostičke alate za prepoznavanje potencijalnih problema prije nego dovedu do kvara.

• Analiza otopljenog plina (DGA):Najmoćniji alat za procjenu ispravnosti uljnih{0}}transformatora. Analizirajući plinove otopljene u izolacijskom ulju-vodik, metan, acetilen, etilen-tehničari mogu otkriti probleme poput pregrijavanja, luka i kvara izolacije. Redoviti DGA daje rano upozorenje o razvoju grešaka i pomaže u određivanju prioriteta aktivnosti održavanja.
• Infracrvena termografija (IR skeniranje):Toplinska slika otkriva vruće točke koje ukazuju na labave spojeve,-spojeve visokog otpora, preopterećenje ili lošu izolaciju. Za transformatore-tipa tipa, IR ponekad može detektirati abnormalno zagrijavanje degradiranih kontakata ili druge kvarove koji uzrokuju porast temperature na vanjskim površinama.
• Praćenje djelomičnog pražnjenja (PD):Djelomična pražnjenja rani su pokazatelji pogoršanja izolacije. Praćenje PD-a koristi senzore za otkrivanje električnih pražnjenja koja se javljaju unutar izolacijskog sustava transformatora prije nego što eskaliraju u potpune kvarove.

9.2 Preventivno održavanje

Preventivno održavanje slijedi fiksni raspored kako bi se riješilo normalno trošenje i habanje.

• Redovito uzorkovanje i ispitivanje ulja:Ispitivanjem probojnog napona mjeri se izolacijska čvrstoća ulja; nizak BDV ukazuje na kontaminaciju ili vlagu. Sadržaj vlage treba mjeriti pomoću Karl Fischerove titracije i držati ga unutar prihvatljivih granica.
• Pregled čahure:Vizualni pregled na pukotine, nakupljanje prljavštine i oštećenja. Kapacitivnost i tan delta testovi procjenjuju stanje izolacije izolacije.
• Održavanje mjenjača slavine:Za transformatore s-mjenjačima slavina pod opterećenjem (OLTC-ovi), mora se provjeriti razina ulja, kontakti pregledati ima li naslaga ugljika i očistiti ih te zamijeniti ulje ako je onečišćeno.
• Provjere nepropusnosti i otkrivanje curenja:Curenja ulja moraju se odmah identificirati i popraviti kako bi se održao integritet izolacije i spriječilo zagađenje okoliša.

9.3 Učestalost pregleda

Dok specifične frekvencije ovise o kritičnosti transformatora i radnom okruženju, opće smjernice uključuju:

• Vizualni pregledi:Mjesečno do tromjesečno, s fokusom na razine ulja, curenja, neobičnu buku i opće stanje
• Infracrvena termografija:Godišnje ili češće za kritične transformatore
• Uzorkovanje ulja i DGA:Godišnje za standardne instalacije; polu{0}}godišnje za kritične ili jako opterećene transformatore
• Električno ispitivanje (otpor izolacije, omjer zavoja, otpor namota):Svakih 2 do 5 godina
• Sveobuhvatni remont:Svakih 10 do 15 godina za velike energetske transformatore

 

 

 

Srednjenaponski transformatori imaju izuzetno raznoliku primjenu.

10.1 Industrijski objekti

U proizvodnim pogonima i tvornicama, srednjenaponski transformatori opskrbljuju velike motore, strojeve i opremu koja zahtijeva više razine napona za optimalnu izvedbu. Industrije kao što su automobilska industrija, kemijska obrada, rudarstvo i proizvodnja čelika obično koriste svoje vlastite distribucijske sustave srednjeg napona, s transformatorima koji snižavaju uslužni napon na distribucijski napon postrojenja, a dodatni transformatori dalje snižavaju do razina iskorištenja stroja.

10.2 Komercijalne zgrade

Uredski kompleksi, trgovački centri, bolnice, hoteli i drugi komercijalni objekti oslanjaju se na srednjenaponske transformatore za rasvjetu, HVAC, dizala i druga bitna električna opterećenja. Velike komercijalne zgrade često primaju primarnu uslugu na srednjem naponu (obično 13,8 kV ili 4,16 kV), spuštajući se na 480 V za distribuciju kroz zgradu, s dodatnim nisko{4}}naponskim transformatorima koji opslužuju 120/208 V opterećenja.

10.3 Komunalne podstanice

Elektroprivrede koriste srednjenaponske transformatore za snižavanje napona s dalekovoda na niže razine prikladne za distribuciju stambenim i poslovnim korisnicima. Ovi-transformatori u vlasništvu komunalnih poduzeća čine okosnicu distribucijskog sustava.

10.4 Sustavi obnovljive energije

Solarne i vjetroelektrane uključuju srednjenaponske transformatore za povezivanje proizvedene električne energije s mrežom. Kako obnovljiva energija nastavlja rasti, potražnja za srednjenaponskim transformatorima dizajniranim posebno za ove primjene-uključujući dizajne koji podnose dvosmjerni protok energije i velike fluktuacije napona-znatno je porasla.

10.5 Podatkovni centri

Podatkovni centri su među najzahtjevnijim aplikacijama za srednjenaponske transformatore. Zahtijevaju izuzetno visoku pouzdanost (često N+1 ili 2N redundantnost), izvrsnu kvalitetu napajanja i visoku učinkovitost zbog kontinuiranog rada. Većina podatkovnih centara koristi srednjenaponsku uslugu (često 13,8 kV ili 15 kV) smanjenu na 480 V, sa sekundarnim transformatorima koji napajaju UPS sustave i jedinice za distribuciju energije.

10.6 Zdravstvene ustanove

Bolnice i zdravstvene ustanove koriste srednjenaponske transformatore za napajanje više-naponskih sklopnih ploča, s odvojenim transformatorima koji opslužuju kritične grane, grane za sigurnost života i normalne grane napajanja kako bi se osiguralo da osnovni sustavi ostanu operativni u bilo kojem scenariju kvara.

 

 

 

Rad sa srednjenaponskim transformatorima zahtijeva strogo pridržavanje sigurnosnih protokola. Ovi uređaji nose visoke napone i predstavljaju značajnu električnu opasnost:

• Samo kvalificirano osobljetreba rukovati ili raditi na srednjenaponskim transformatorima.
• Uvijek isključi -napontransformator i provjerite nulti napon prije približavanja.
• Uzemljite transformatornakon-isključivanja struje i prije obavljanja bilo kakvih radova.
• Održavajte odgovarajuće prilazne udaljenostina temelju razine napona.
• Koristite odgovarajuću osobnu zaštitnu opremu (PPE)nominalno za raspoloživu struju kvara.
• Slijedite postupke zaključavanja/označavanja (LOTO).kako zahtijevaju OSHA propisi.

 

 

 

Ukupni trošak posjedovanja srednjenaponskog transformatora daleko premašuje početnu nabavnu cijenu.

Početni trošak nabaveznačajno varira ovisno o vrsti: transformatori suhog-tipa obično koštaju više unaprijed nego jedinice-uronjene u tekućinu iste ocjene, dok jedinice vrhunske-učinkovitosti imaju višu cijenu od modela-standardne učinkovitosti.

Troškovi instalacijeuključuju pripremu gradilišta, betonsku podlogu ili temelje, električne veze, uzemljenje, zaštitu od požara (ako je potrebno) i razmatranje razmaka za budući pristup.

Gubici energijepredstavljaju najznačajniji tekući operativni trošak. Gubici bez opterećenja (gubici jezgre) prisutni su 24 sata dnevno, 365 dana u godini, bez obzira na opterećenje. Gubici opterećenja (gubici bakra) variraju s kvadratom struje opterećenja. Za transformator koji neprekidno radi pri umjerenim opterećenjima, gubici energije tijekom 30-godišnjeg životnog vijeka mogu daleko premašiti početnu nabavnu cijenu. Ulaganje u transformator veće učinkovitosti s manjim gubicima često donosi privlačne financijske povrate.

Troškovi održavanjaovise o vrsti transformatora (tekući-uronjeni zahtijeva redovita ispitivanja ulja, suhi-tip zahtijeva manje), mjestu instalacije i kritičnosti za rad.

Troškovi odlaganja ili recikliranja na kraju--životnog vijekamože biti značajan za uljne{0}}transformatore, posebno one koji sadrže kontaminirano ulje ili poliklorirane bifenile (PCB) u starijim jedinicama.

 

 

 

Srednjenaponski transformatori su trajna tehnologija-stara više od jednog stoljeća, ali se neprestano razvijaju kako bi zadovoljili nove zahtjeve za učinkovitost, pouzdanost i ekološku učinkovitost. Oni su veza između visoko-naponske prijenosne mreže i nisko{3}}naponskih sustava koji napajaju naš svijet.

Odabir, instaliranje i održavanje ovih transformatora multidisciplinarni je pothvat koji zahtijeva razumijevanje električnih principa, sigurnosnih kodova, mehaničkih razmatranja i ekonomskih kompromisa-. Dobro-odabran, ispravno instaliran i marljivo održavan srednjenaponski transformator osigurat će desetljeća pouzdane usluge. Jedinica premale veličine, pogrešno primijenjena ili zanemarena može postati stalni izvor problema, povećavajući troškove energije, ometajući rad i stvarajući sigurnosne opasnosti.

Bilo da projektirate novi objekt, zamjenjujete staru opremu ili jednostavno želite bolje razumjeti transformatore u vašem postojećem sustavu, načela navedena u ovom vodiču pružaju okvir za donošenje dobrih odluka. Obratite pozornost na pojedinosti-oznake napona, vektorsku grupu, klasu izolacije, razmake, raspored održavanja-i vaš srednjenaponski transformator će vas nagraditi tihom, učinkovitom,-dugotrajnom uslugom.