In olie ondergedompelde on-load tap-veranderende boogonderdrukkingsspoel

In een middenspanningsdistributienetwerk verandert de totale capacitieve aardfoutstroom naarmate feeders, kabels en netwerkconfiguraties veranderen. Een in olie ondergedompelde on-load tap-veranderende boogonderdrukkingsspoel zorgt voor een instelbare inductieve stroom door het neutrale punt om deze capacitieve component te compenseren tijdens een eenfasige aardfout.

Deze apparatuur, ook bekend als een Petersen-spoel of automatische boogonderdrukkingsspoel, wordt geïnstalleerd tussen het neutrale punt van de transformator en de aarde. De inductantie wordt aangepast via een belastingwisselaar, waardoor de compensatiestroom kan worden gewijzigd zonder dat de spoel voor elke aanpassing buiten gebruik wordt gesteld.

De in olie ondergedompelde constructie zorgt voor elektrische isolatie en warmteafvoer voor het actieve deel. Het automatische besturingssysteem bewaakt de relevante netwerkomstandigheden en bepaalt de gewenste kraanpositie binnen het beschikbare instelbereik.

De apparatuur is bedoeld voor 6-66 kV-distributiesystemen en kan worden geconfigureerd voor onderstations, industriële netwerken, kabelzware distributiesystemen en andere toepassingen waarbij neutrale puntcompensatie vereist is.

Waarom de compensatie-instelling moet veranderen

De capacitieve stroom van een distributienetwerk is niet noodzakelijk constant.

Het kan variëren wanneer:

· Er zijn nieuwe feeders aangesloten

· De lengte van de ondergrondse kabel neemt toe

· Feeders zijn losgekoppeld

· Netwerktopologiewijzigingen

· Bedieningssecties worden overgedragen

· De verhouding tussen kabel en bovenleiding verandert

Een vaste boogonderdrukkingsspoel heeft één vooraf bepaalde inductie. Wanneer de capacitieve stroom van het netwerk aanzienlijk verandert, komt het compensatiepunt mogelijk niet langer overeen met de vereiste bedrijfstoestand.

Een on-load tap-changing ontwerp pakt dit probleem aan door verschillende wikkeltapposities te bieden. De controller kan een andere positie selecteren als de netwerkconditie verandert.

Dit maakt het product bijzonder relevant voor distributiesystemen waarbij het aangesloten netwerk niet elektrisch constant is gedurende de gehele bedrijfscyclus.

Hoe het On-Load Compensatiesysteem werkt

Onder normale omstandigheden is de boogonderdrukkingsspoel verbonden met het neutrale punt en blijft gereed voor compensatie.

Wanneer het besturingssysteem de relevante netwerkconditie identificeert, bepaalt het de vereiste inductieve compensatie en selecteert het een geschikte tappositie.

Het elektrische proces kan als volgt worden vereenvoudigd:

Netwerkcapaciteit → capacitieve aardfoutstroom → compensatieberekening → aftakkingsaanpassing → inductieve compensatie → verminderde restfoutstroom

Tijdens een enkelfasige aardfout compenseert de inductieve stroom van de spoel de capacitieve component van de netwerkfoutstroom. Wanneer de compensatie op de juiste manier wordt geselecteerd, kan de reststroom op het foutpunt worden verminderd, wat kan bijdragen aan het uitdoven van de boog en de effecten die gepaard gaan met voorbijgaande aardfouten te beperken.

Het werkelijke werkpunt moet worden vastgesteld op basis van de gemeten of berekende capacitieve aardfoutstroom van het netwerk en de beveiligingsfilosofie. De spoel moet daarom worden behandeld als onderdeel van het volledige neutrale-punt-aardingssysteem in plaats van als een onafhankelijk geselecteerde reactor.

Interne configuratie

Magnetische kern

Het magnetische circuit maakt gebruik van gelamineerd elektrisch staal. Kernafmetingen, magnetische fluxdichtheid, opstelling van de luchtspleet, indien van toepassing, en wikkelingsconfiguratie worden geselecteerd om de vereiste inductiekarakteristieken over het gespecificeerde instelbereik te verkrijgen.

Het magnetische ontwerp houdt ook rekening met verliezen, temperatuurstijging, mechanische krachten en operationele stabiliteit.

Hoofd- en tapwikkelingen

Voor de hoofd- en regelwikkelingen worden koperen geleiders gebruikt. Meerdere opwindkranen zorgen voor een verschillend effectief aantal windingen.

Het veranderen van de actieve aftakking verandert de inductantie van de spoel en daarmee de beschikbare compensatiestroom.

Het aantal tapposities is niet universeel. 9, 15 en 19 posities kunnen worden geconfigureerd volgens het vereiste instelbereik en elektrisch ontwerp.

Tap-wisselaar bij laden

De on-load tap-wisselaar is het onderdeel dat deze configuratie onderscheidt van een handmatig aangepaste of vaste boogonderdrukkingsspoel.

Hiermee kan de wikkelverbinding worden gewijzigd onder de gespecificeerde bekrachtigde bedrijfsomstandigheden. De kraanwisselaar, motoraandrijving, stuurcircuit, schakelfunctie en beveiligingsfuncties worden geselecteerd op basis van de uiteindelijke elektrische specificatie.

Met olie gevulde tank

Het actieve deel is ondergebracht in een met olie gevulde stalen tank. Transformatorolie zorgt voor zowel isolatie als warmteoverdracht tussen de actieve componenten en de tank.

Afhankelijk van de gekozen opstelling kan het oliesysteem een ​​conservator, bussen, drukontlastingsinrichting, oliepeilindicator, temperatuurbewakingsapparatuur en bijbehorende beschermingscomponenten omvatten.

De exacte opstelling van de tank en het oliebehoud moet de daadwerkelijke uitrustingsconfiguratie volgen en niet als een vast onderdeel voor elke classificatie worden behandeld.

Controle- en bewakingseenheid

De automatische controller vormt de interface tussen netwerkmetingen en het tapwisselmechanisme.

Afhankelijk van de projectconfiguratie kan het besturingssysteem het volgende omvatten:

· Capacitieve stroommeting

· Automatische compensatiecontrole

· Tikpositie-indicatie

· Lokale parameterweergave

· Handmatige/automatische bediening

· Alarm- en beveiligingsfuncties

· Communicatie op afstand

· Bedrijfsgegevensoverdracht

· Statusbewaking van het besturingssysteem

Communicatie-interfaces kunnen worden geselecteerd op basis van het onderstationautomatiseringssysteem van de klant.

Technische gegevens

Technische opmerking: De tabel beschrijft het configureerbare productassortiment. Nominale compensatiestroom, inductiebereik, kraanposities, isolatieniveau, kortsluitparameters en andere projectspecifieke waarden moeten vóór de offerte worden bevestigd aan de hand van de netwerkgegevens.

Wat bepaalt de spoelwaarde?

Systeemspanning alleen is niet voldoende om een ​​boogonderdrukkingsspoel te selecteren.

Bij de technische berekening moet normaal gesproken rekening worden gehouden met de volgende parameters.

1. Systeemspanning

Het spanningsniveau bepaalt de isolatiecoördinatie, de opstelling van de wikkelingen, de keuze van de bussen en de daarmee samenhangende diëlektrische vereisten.

Typische systemen kunnen spanningsniveaus van 6 kV, 10 kV, 20 kV, 35 kV en hogere spanningsniveaus omvatten binnen het ontwerpbereik van het product.

2. Capacitieve aardfoutstroom

Dit is een belangrijke input voor het bepalen van het vereiste compensatievermogen.

De waarde wordt beïnvloed door de totale lengte en het type aangesloten lijnen en kabels, evenals door de netwerkconfiguratie.

3. Compensatiebereik

Het vereiste compensatiebereik bepaalt het inductantiebereik en daarmee de opstelling van de wikkelaftakking.

Een netwerk met een grote variatie in capacitieve stroom kan een groter aanpassingsbereik vereisen dan een relatief stabiel netwerk.

4. Tik op Resolutie

Het aantal beschikbare tikken bepaalt hoe fijn de compensatie-instelling kan worden gewijzigd.

Het juiste aantal posities moet worden geselecteerd, samen met het vereiste werkbereik en de regelnauwkeurigheid.

5. Netwerktopologie

Bij de berekening moet rekening worden gehouden met de normale en abnormale bedrijfsconfiguraties van het netwerk. Als feeders vaak worden overgedragen of geschakeld, moet de controller mogelijk reageren op grotere veranderingen in de netwerkcapaciteit.

6. Aardfoutbeveiliging

De boogonderdrukkingsspoel moet worden gecoördineerd met het aardfoutdetectie- en voedingsselectiesysteem.

De beveiligingsinstellingen zijn afhankelijk van de aardingsmethode en de restfoutstroomkarakteristieken, dus de aardingsapparatuur en het beveiligingssysteem moeten samen worden ontworpen.

Tap-veranderende en vaste spoelen bij belasting

Het belangrijkste verschil is niet alleen de aanwezigheid van automatisering. Het is de mogelijkheid om de effectieve windingen en het compensatieniveau te wijzigen terwijl de apparatuur in de gespecificeerde bedrijfstoestand blijft.

Typische installatieomgevingen

Dit type boogonderdrukkingsspoel kan worden overwogen voor:

· 6-66 kV distributieonderstations

· Middenspanningsnetwerken

· Kabeldominante distributiesystemen

· Gemengde bovengrondse en kabelnetwerken

· Industriële stroomdistributie

· Mijnbouw- en zware-industrienetwerken

· Neutraalpuntaardingssystemen voor onderstations

· Netwerken met regelmatig veranderende feederconfiguraties

· Distributiesystemen die instelbare aardfoutcompensatie vereisen

Voor buitenprojecten moet bij de configuratie van de apparatuur rekening worden gehouden met de omgevingstemperatuur, hoogte, vervuilingsniveau, isolatiecoördinatie, behuizingsvereisten en locatieomstandigheden.

Productie en fabriekscapaciteit

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. houdt zich sinds 1999 bezig met de productie van transformatoren.

De productieomvang omvat stroomtransformatoren, oventransformatoren, gelijkrichtertransformatoren, reactoren en andere op maat gemaakte elektrische apparatuur. Het bedrijf heeft productie-ervaring met apparatuur tot de 110 kV-klasse.

Yulan exploiteert een productielocatie van ongeveer 35.000 m², inclusief ongeveer 15.000 m² werkplaatsruimte. Het bedrijf heeft meer dan 75 medewerkers, waaronder technisch en technisch personeel dat betrokken is bij productontwerp, productie en testen.

Productie- en testbronnen omvatten:

· Hijsapparatuur van 80 ton

· 400 kW vacuümdroogsysteem in kerosinedampfase

· 1200 kV-impulstestapparatuur

· 400 kV netfrequentie bestand tegen spanningstesttransformator

· 300 kV inductietestgeneratorset

· Computergestuurde verticale wikkelapparatuur

· Apparatuur voor het snijden van kernen

· Apparatuur voor dwarssnijden van kernen

· Hydraulische persapparatuur

· Foliewikkelapparatuur

· Andere productieapparatuur voor transformatoren en reactoren

Deze faciliteiten ondersteunen de productie en het testen van op maat gemaakte transformator- en reactorapparatuur.

Kwaliteitsmanagement en fabriekstesten

Yulan hanteert de volgende managementsystemen:

· ISO 9001:2015

·  ISO 14001

· ISO 45001:2018

Voor een boogonderdrukkingsspoel wordt de fabrieksinspectie en testomvang bepaald door de uiteindelijke productspecificatie, toepasselijke normen en klantvereisten.

Afhankelijk van het project kan het documentatiepakket het volgende omvatten:

· Routinetestrecords

· Isolatiegerelateerde testresultaten

· Wikkelingsweerstandsmetingen

· Functiecontroles van de tikpositie en tikwisselaar

· Elektrische prestatiegegevens

· Functionele tests van het besturingssysteem

· Bescherming en alarmcontroles

· Informatie op het naamplaatje

· Technische tekeningen

· Fabrieksinspectiedocumenten

Waar nodig kunnen producttesten worden uitgevoerd volgens de geldende projectnorm en overeengekomen technische specificatie.

Projectinformatie die kopers moeten verstrekken

Voor een technische offerte zijn de volgende gegevens nuttig:

Een enkellijnsdiagram en capacitieve aardfoutstroomberekening zijn bijzonder handig bij het aanvragen van een offerte.

In olie ondergedompelde en droge constructie

Geen van beide constructies mag uitsluitend worden geselecteerd op basis van het feit dat ze met olie gevuld of droog zijn. Er moet allemaal rekening worden gehouden met de elektrische specificaties, installatieomstandigheden, onderhoudsvereisten, brandveiligheidsvereisten en projectnormen.

Veelgestelde vragen

Wat is een in olie ondergedompelde Petersen-spoel?

Een in olie ondergedompelde Petersen-spoel is een inductief aardingsapparaat dat is aangesloten tussen het neutrale punt van een distributienetwerk en de aarde. Het compenseert de capacitieve component van eenfasige aardfoutstroom.

Waarom een ​​on-load tapwisselaar gebruiken?

De capacitieve aardfoutstroom van een distributienetwerk kan veranderen naarmate feeders en kabels worden aangesloten, losgekoppeld of opnieuw worden geconfigureerd. Met een on-load tap-wisselaar kunnen de inductie- en compensatiestroom van de spoel worden aangepast zonder dat de apparatuur bij elke verandering moet worden uitgeschakeld.

Is de compensatiestroom traploos instelbaar?

Niet noodzakelijkerwijs. Een spoel met schakelwissel biedt normaal gesproken een reeks discrete bedieningsposities. De daadwerkelijke aanpassingsresolutie is afhankelijk van de configuratie van de wikkeling en de tapwisselaar.

Zijn 9, 15 en 19 tikken standaardconfiguraties?

Ze kunnen worden gebruikt als typische configuraties, maar het uiteindelijke aantal posities hangt af van het vereiste compensatiebereik, de nominale spanning, het wikkelingsontwerp en de geselecteerde kraanwisselaar.

Hoe bepaal ik de benodigde spoelcapaciteit?

De belangrijkste invoer is de capacitieve aardfoutstroom van het netwerk. Bij de berekening moet rekening worden gehouden met de lengte van de feeder, de lengte van de ondergrondse kabel, de netwerktopologie, het spanningsniveau en de operationele configuraties.

Kan de spoel een foutstroom volledig compenseren?

Het doel van de spoel is om de capacitieve component te compenseren en de resterende aardfoutstroom te verminderen. Het mag niet worden omschreven als het elimineren van elke foutstroom of het garanderen van boogdoving onder alle omstandigheden.

Vervangt dit product een aardfoutbeveiligingssysteem?

Nee. De boogonderdrukkingsspoel en het beveiligingssysteem vervullen verschillende functies. De aardingscompensatieregeling moet worden gecoördineerd met aardfoutdetectie en voedingsbescherming.

Kan het worden gebruikt in een 10 kV-distributienetwerk?

Ja. Een 10 kV-systeem kan binnen het ontwerpbereik van het product vallen. De vereiste compensatiestroom, inductiebereik, aftakkingsconfiguratie, isolatieniveau en besturingsfuncties moeten nog steeds worden berekend op basis van de netwerkparameters.

Kan het worden ontworpen voor 35 kV- of 66 kV-systemen?

Ja, afhankelijk van het specifieke elektrische en isolatieontwerp. Toepassingen met een hogere spanning vereisen de juiste isolatiecoördinatie, bussen, spelingen, testen en beschermingsmaatregelen.

Welke gegevens moet ik meesturen bij het aanvragen van een offerte?

Geef de systeemspanning, frequentie, capacitieve aardfoutstroom, neutrale puntopstelling, netwerkdiagram, vereist compensatiebereik, installatievoorwaarden, tapvereisten, besturingsfuncties en toepasselijke normen op.

Over Yulan-transformator

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd., opgericht in 1999, produceert transformatoren en reactoren voor nutsvoorzieningen, industriële en andere elektrische toepassingen.

Het productassortiment van het bedrijf omvat stroomtransformatoren, oventransformatoren, gelijkrichtertransformatoren, shuntreactoren, seriereactoren en op maat gemaakte reactorapparatuur.

Met een productiecapaciteit voor transformatoren en reactoren tot de 110 kV-klasse ondersteunt Yulan projecten die aangepaste elektrische specificaties, wikkelingen, isolatiesystemen, configuraties voor het verwisselen van tapkranen, besturingsfuncties en fabriekstesten vereisen.

Voor een in olie ondergedompelde, belaste boogonderdrukkingsspoel kan het technische voorstel worden ontwikkeld op basis van de netwerkparameters van de klant in plaats van alleen op basis van een standaardproductmodel.