Kako se s transformatorima koriste sklopovi visokog i niskog napona

Sredstva za prekidač visokog i niskog naponu rade u koordinaciji s transformatorima kako bi osigurali sigurnu i učinkovitu distribuciju električne energije u svim sustavima. U skladu s člankom 3. stavkom 2. stavkom 2. Razumijevanje ove integracije je od suštinskog značaja za inženjere, upravitelje objekata i sve koji su odgovorni za održavanje električnih sustava koji služe industrijskim, komercijalnim ili opcijama na javnom nivou.

Uspjeh rada svake podstanice ovisi o preciznoj koordinaciji između dijelova prekidača i transformatorskih jedinica. Kada električna struja teče kroz sustav, transformator podizuje ili smanjuje napon ovisno o potrebama distribucije, dok integracija prekidača osigurava zaštitu, izolaciju i pravilno usmjeravanje te struje. Ovaj članak istražuje mehanizme, principe dizajna i praktične razmatranja koja omogućavaju da ovo partnerstvo radi besprekorno u stvarnim električnim mrežama.

Osnovna načela rada prekidača i Transformator Koordinacija

Kako se transformacija napona odnosi na funkciju prekidača

Transformator pretvara električni napon s jedne na drugu razinu putem elektromagnetne indukcije, dok visokonaponski i niskonaponski prekidači upravljaju protokom i zaštitom struje u različitim fazama. U tipičnoj podstanici, ulazni prijenosni napon ulazi u prijenosnu opremu dizajniranu za rukovanje visokim naponima. Transformator zatim smanjuje ovaj napon na srednji ili nizak napon pogodan za distribuciju krajnjim korisnicima ili strojevima u daljnjem prigu. U slučaju da se radi o električnom sustavu, mora se osigurati da je u skladu s člankom 6. stavkom 2.

U ovom uređenju integracija prekidača služi istovremeno više kritičnih funkcija. Izoluje krugove za održavanje, prekida struje koje mogu oštetiti opremu i usmjerava energiju prema namijenjenim putevima. Transformator, zauzvrat, omogućuje podešavanje napona koji omogućuje različitim dijelovima električnog sustava da rade na njihovim projektiranim razinima napona. Bez odgovarajuće koordinacije između tih elemenata, nestabilnost napona, oštećenje opreme i neefektivnost rada postaju vjerojatno posljedice.

Koordinacija zaštite između komponenti

Koordinacija zaštite osigurava da se, ako se pojavi kvar u sustavu, najbliži uređaj za prekidač prvi aktivira, izolirajući samo kvarni dio dok ostatak mreže ostaje operativan. Transformatori imaju inherentnu impedansu koja utječe na tokove struje, a visokonaponske i niskonaponske prekidače moraju biti dizajnirane s tom impedancom na umu. Zaštitni releji i senzori u opremi za prekidač osjetili su neuobičajene uvjete i poslali signale prekidačima, koji su otvorili krugove kako bi spriječili kaskadne kvarove.

U slučaju da je to moguće, potrebno je utvrditi da je to moguće. Inženjeri izračunavaju razine struje koja će se pojaviti u različitim točkama sustava, zatim odaberu priključicu s odgovarajućim brojem prekida i prema tome kalibriraju sustave zaštite. Ovaj izračun je ključan za dizajn podstanice jer podrazmerna ili nepravilno koordinirana prekidača ne mogu sigurno prekinuti struju kvarova, što dovodi do potencijalnih eksplozija, požara ili široko rasprostranjenih prekida.

U skladu s člankom 4. stavkom 2.

U skladu s člankom 6. stavkom 2.

Tipični raspored podstanice uključuje visokonaponsku prekidač na ulaznoj strani, transformersku banku u središtu i srednju ili nisku naponsku prekidač na izlaznoj strani. Ovaj aranžman se naziva "primarna-transformator-sekundarna" konfiguracija i najčešća je topologija za primjene smanjenja napona. U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 3. stavkom 3. točkom (b) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. točkom (c) Uredbe (EZ) br. 765/2008 i člankom 4. točkom (c) Uredbe (EZ) br. 7 Srednja napetost prijenosnih uređaja na sekundarnoj strani može biti gostije zapakirana jer niži napon predstavlja smanjeni bljesak luka i opasnosti za sigurnost osoblja.

Priključnici i transformatori moraju biti fizički blizu jedni drugome, a to mora biti u ravnoteži s nekoliko konkurencijskih zahtjeva. Oni moraju biti dovoljno blizu da se kablovi drže kratkim i smanji pad napona, ali dovoljno daleko jedni od drugih kako bi se osigurale sigurne radne udaljenosti i omogućila razvod toplote. Za hlađenje transformatora potrebna je odgovarajuća ventilacija, a za prekidače potreban je dovoljan prostor za rad i održavanje. Dizajneri podstanica također razmatraju usmjeravanje kablova, upravljačko ožičenje za zaštitne relaje i buduće proširenje prilikom planiranja rasporeda. U slučaju da je to moguće, primjenjuje se metoda za izračun vrijednosti.

Sastav kablova i autobusnih sustava

Izvore visokog i niskog napona povezuju se s transformatorima preko kablova teškog mjerenja ili čvrstih vodnika autobusa dizajniranih za prenos punog struje napona bez prekomjernog pada napona. U slučaju da je to moguće, potrebno je utvrditi veličinu kabla ili šipke. Podmjere provodnika stvaraju gubitke grijanja i probleme s regulacijom napona; prevelike provodnike povećavaju troškove i složenost instalacije. Većina podstanica koristi aluminijumske ili bakarne šipke za glavne veze jer nude odličnu provodljivost i toplinske performanse.

Integriranje prekidača također zahtijeva pažljivu pozornost na uzemljenje i vezanje svih provodnih površina. Čvrsta zemaljska referentna granica sprečava opasne razlike u naponu, smanjuje elektromagnetne smetnje i štiti osoblje tijekom održavanja. U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog članka, primjenjuje se sljedeći postupak: Ovaj međusobno povezan sustav uzemljivanja postaje temelj koordinacije zaštite jer omogućuje sigurnom povratku struje od kvarova na izvor i omogućuje zaštitnim relejima da točno otkriju stanje kvarova.

Praktična primjena i operativni razmatranji

Integriranje praćenja i kontrole opterećenja

Moderne podstanice opremljene prekidačima visokog i niskog naponu i transformatorima uključuju sustave za praćenje koji praću opterećenje transformatora, temperaturu i performanse u stvarnom vremenu. Ti sustavi šalju signale zaštitnim relejima unutar prekidača, koji automatski podešavaju postavke utičnica na transformatoru kako bi se održavala regulacija napona pri promjeni opterećenja. Integracija prekidača s digitalnim sustavima upravljanja promijenila je rad podstanice od čisto ručnog na sve automatiziraniji, smanjujući ljudske greške i poboljšavajući vrijeme odgovora u nenormalnim uvjetima.

U slučaju da se radi o transformatorima, oni se moraju koristiti za upravljanje transformatorima. Kada se opterećenje povećava, struja transformatora raste, napon na sekundarnoj strani opada, a zaštitni releji mogu signalizirati podešavanje utičnice ako transformator ima mijenjalac utičnice na opterećenju. Ako se dogodi kvar, visokonaponsko sklopno opremo uzvodno od transformatora će osjetiti stanje kvaru kroz svoje zaštitne releje i otvoriti glavni prekidač, odvajajući transformator od izvora. U slučaju da se ne radi o ispitivanju, potrebno je utvrditi da je to u skladu s člankom 6. stavkom 2.

Zahtjevi za održavanje i ispitivanje

U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2. Kontakti prekidača moraju se očistiti i provjeriti na nošenje, izolacija se mora periodično testirati, a postavke zaštitnog releja moraju se provjeriti u skladu s specifikacijama konstrukcije. U slučaju da se u transformatorima radi o ispitivanju ulja, potrebno je utvrditi rane znakove degradacije, nadzirati rad sustava hlađenja i ispitati otpornost na izolaciju za provlačenje kako bi se utvrdilo ulazak vlage ili drugo pogoršanje.

U slučaju da se u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog Pravilnika ne primjenjuje, provjera mora se provesti u skladu s člankom 6. stavkom 2. točkom (a) ovog Pravilnika. U slučaju da se ne provodi ispitivanje, ispitna struja se može provesti na odgovarajućem nivou. Kad se transformatori i prekidači testiraju zajedno tijekom puštanja u rad, inženjeri provjeravaju da li struja iz kvarova teče kako je izračunano i da li koordinacija zaštite radi kako je namijenjeno. U skladu s člankom 4. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, pripremljeni su transformatori za upravljanje električnim sustavom.

Često se javljaju pitanja

Zašto je integracija prekidača s transformatorima potrebna u podstanicama?

Integracija prekidača štiti transformatore i opremu nizvodno od struje kvarova, izolira dijelove za održavanje i omogućuje regulaciju napona kako bi se poklopila s promjenljivim zahtjevima opterećenja. Bez prekidača visokog i niskog napona transformatori ne bi bili zaštićeni od kratkog spoja, oprema bi mogla biti oštećena nekontrolisanim strujnim kvarovima, a električni sustav ne bi bio siguran za rad i održavanje osoblja. U skladu s člankom 21. stavkom 1.

Kako zaštitni releji u prekidačima koordiniraju s impedancama transformatora?

Zaštitni releji otkrivaju struju kvarova mjerenjem napona i struje u više točaka sustava, a impedansa transformatora izravno utječe na veličinu struje kvarova koja teče. Inženjeri koriste ove vrijednosti impedance za izračun očekivane struje kvarova na svakoj lokaciji releja, a zatim programiraju postavke relejskog putovanja tako da se uređaj gore otvori prvi, izolirajući kvar prije nego se proširi. U slučaju da se ne provede primjena, sustav će biti isključen.

U slučaju da se radi s električnim sklopom, potrebno je utvrditi sigurnosne uvjete za rad s električnim sklopom.

Glavna sigurnosna briga je opasnost od udarca strujom i bljeskača lukom od visokog napona i energije pohranjene u velikim transformatorima. U slučaju da je potrebno, za potrebe primjene ovog članka, potrebno je utvrditi da je proizvod koji se proizvodi u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka upotrebljiv u proizvodima za proizvodnju električne energije. U slučaju da se radi o električnom sustavu, mora se osigurati da je u skladu s tim uvjetima i da se radi o električnom sustavu. Redovito se obrazuje o sigurnosti, provjerava oprema i pridržava se industrijskih standarda kako za zaštitu osoblja, tako i za zaštitu integriteta električnog sustava.