Маслопогруженная катушка дугогашения с переключением ответвлений под нагрузкой

В распределительной сети среднего напряжения общий емкостной ток замыкания на землю изменяется по мере изменения фидеров, кабелей и конфигурации сети. Катушка подавления дуги под нагрузкой с масляным погружением обеспечивает регулируемый индуктивный ток через нейтральную точку для компенсации этой емкостной составляющей во время однофазного замыкания на землю.

Это оборудование, также известное как катушка Петерсена или катушка автоматического гашения дуги, устанавливается между нейтральной точкой трансформатора и землей. Его индуктивность регулируется с помощью переключателя ответвлений под нагрузкой, что позволяет изменять компенсационный ток без отключения катушки при каждой регулировке.

Маслонаполненная конструкция обеспечивает электрическую изоляцию и отвод тепла от активной части. Система автоматического управления отслеживает соответствующие условия сети и определяет необходимое положение ответвителя в пределах доступного диапазона регулировки.

Оборудование предназначено для распределительных систем 6–66 кВ и может быть настроено для подстанций, промышленных сетей, распределительных систем с большим количеством кабелей и других приложений, где требуется компенсация нейтральной точки.

Почему необходимо изменить настройку компенсации

Емкостный ток распределительной сети не обязательно является постоянным.

Оно может варьироваться в следующих случаях:

· Подключены новые фидеры

· Увеличена длина подземного кабеля

· Фидеры отключены

· Изменения топологии сети

· Перенесены рабочие разделы

· Изменение доли кабельных и воздушных линий связи

Катушка гашения фиксированной дуги имеет одну заданную индуктивность. При значительном изменении емкостного тока сети точка его компенсации может перестать соответствовать требуемому рабочему состоянию.

Конструкция с переключением ответвлений под нагрузкой решает эту проблему, обеспечивая несколько положений ответвлений обмотки. Контроллер может выбрать другое положение при изменении состояния сети.

Это делает продукт особенно актуальным для распределительных систем, где подключенная сеть не является электрически постоянной на протяжении всего своего рабочего цикла.

Как работает система компенсации нагрузки

В нормальных условиях катушка гашения дуги подключена к нейтральной точке и остается готовой к компенсации.

Когда система управления определяет соответствующее состояние сети, она определяет необходимую индуктивную компенсацию и выбирает подходящее положение ответвления.

Электрический процесс можно упростить следующим образом:

Емкость сети → емкостный ток замыкания на землю → расчет компенсации → регулировка положения ответвления → индуктивная компенсация → уменьшенный остаточный ток замыкания на землю

При однофазном замыкании на землю индуктивный ток катушки компенсирует емкостную составляющую тока замыкания на землю. При правильном выборе компенсации остаточный ток в точке повреждения может быть уменьшен, что может способствовать гашению дуги и ограничить эффекты, связанные с кратковременными замыканиями на землю.

Фактическую рабочую точку следует определять на основании измеренного или рассчитанного емкостного тока замыкания на землю сети и философии защиты. Поэтому катушку следует рассматривать как часть полной системы заземления нейтральной точки, а не как независимо выбранный реактор.

Внутренняя конфигурация

Магнитный сердечник

В магнитной цепи используется ламинированная электротехническая сталь. Размеры сердечника, плотность магнитного потока, расположение воздушного зазора, где это применимо, и конфигурация обмотки выбираются так, чтобы получить необходимые характеристики индуктивности в заданном диапазоне регулировки.

Магнитная конструкция также учитывает потери, повышение температуры, механические силы и стабильность работы.

Основная и ответвительная обмотки

Медные жилы используются для основной и регулировочной обмоток. Несколько ответвлений обмотки обеспечивают различное эффективное количество витков.

Изменение активного отвода изменяет индуктивность катушки и, следовательно, ее доступный компенсационный ток.

Количество положений крана не является универсальным. Положения 9, 15 и 19 можно настроить в соответствии с требуемым диапазоном регулировки и электрической схемой.

Устройство РПН под нагрузкой

Переключатель ответвлений под нагрузкой — это компонент, который отличает эту конфигурацию от регулируемой вручную или фиксированной катушки дугогасителя.

Это позволяет менять соединение обмоток при заданных условиях эксплуатации под напряжением. Переключатель ответвлений, привод двигателя, схема управления, режим переключения и функции защиты выбираются в соответствии с окончательной электрической спецификацией.

Маслонаполненный резервуар

Активная часть размещена в стальном маслонаполненном баке. Трансформаторное масло обеспечивает как изоляцию, так и теплообмен между активными компонентами и баком.

В зависимости от выбранной компоновки масляная система может включать маслорасширитель, втулки, устройство сброса давления, индикатор уровня масла, устройства контроля температуры и соответствующие защитные компоненты.

Точная конфигурация бака и маслосборника должна соответствовать фактической конфигурации оборудования, а не рассматриваться как фиксированная функция для каждого номинала.

Блок управления и контроля

Автоматический контроллер образует интерфейс между сетевыми измерениями и механизмом переключения ответвлений.

В зависимости от конфигурации проекта система управления может включать в себя:

· Емкостное измерение тока

· Автоматический контроль компенсации

· Индикация положения крана

· Отображение локальных параметров

· Ручное/автоматическое управление

· Функции сигнализации и защиты

· Удаленное общение

· Передача рабочих данных

· Мониторинг состояния системы управления

Интерфейсы связи могут быть выбраны в соответствии с системой автоматизации подстанции заказчика.

Технические данные

Техническое примечание: В таблице описан настраиваемый ассортимент продукции. Номинальный компенсационный ток, диапазон индуктивности, положения ответвлений, уровень изоляции, параметры короткого замыкания и другие значения, специфичные для проекта, должны быть подтверждены на основе данных сети перед предложением.

Что определяет номинал катушки?

Одного напряжения системы недостаточно для выбора катушки гашения дуги.

При инженерном расчете обычно необходимо учитывать следующие параметры.

1. Напряжение системы

Уровень напряжения определяет координацию изоляции, расположение обмоток, выбор вводов и соответствующие требования к диэлектрике.

Типичные системы могут включать напряжения 6 кВ, 10 кВ, 20 кВ, 35 кВ и более высокие уровни напряжения в пределах расчетного диапазона продукта.

2. Емкостный ток замыкания на землю

Это ключевой вход для определения требуемой компенсационной возможности.

На значение влияет общая длина и тип подключенных линий и кабелей, а также конфигурация сети.

3. Диапазон компенсации

Требуемый диапазон компенсации определяет диапазон индуктивности и, следовательно, расположение отводов обмотки.

Сеть с широким диапазоном емкостного тока может потребовать более широкого диапазона регулировки, чем относительно стабильная сеть.

4. Нажмите «Разрешение».

Количество доступных отводов определяет, насколько точно можно изменить настройку компенсации.

Соответствующее количество положений следует выбирать с учетом требуемого рабочего диапазона и точности регулирования.

5. Топология сети

При расчете следует учитывать нормальные и нештатные рабочие конфигурации сети. Если фидеры часто переключаются или переключаются, контроллеру может потребоваться реагировать на более значительные изменения емкости сети.

6. Защита от замыканий на землю

Катушка гашения дуги должна быть скоординирована с системой обнаружения замыкания на землю и выбора фидера.

Настройки защиты зависят от метода заземления и характеристик тока остаточного замыкания, поэтому заземляющее оборудование и систему защиты следует проектировать совместно.

Устройство РПН под нагрузкой и фиксированные катушки

Основное отличие заключается не просто в наличии автоматизации. Это возможность изменять эффективные витки обмотки и уровень компенсации, сохраняя при этом оборудование в заданном рабочем состоянии.

Типичные условия установки

Этот тип дугогасительной катушки можно рассматривать для:

· Распределительные подстанции 6–66 кВ

· Инженерные сети среднего напряжения

· Системы распределения с преобладанием кабеля

· Смешанные воздушные и кабельные сети

· Промышленное распределение электроэнергии

· Сети горнодобывающей и тяжелой промышленности

· Системы заземления нейтрали подстанции

· Сети с часто меняющимися конфигурациями фидеров

· Системы распределения, требующие регулируемой компенсации замыканий на землю

Для проектов на открытом воздухе конфигурация оборудования должна учитывать температуру окружающей среды, высоту над уровнем моря, уровень загрязнения, координацию изоляции, требования к корпусу и условия на месте.

Производственные и заводские возможности

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. занимается производством трансформаторов с 1999 года.

В объем производства входят силовые трансформаторы, печные трансформаторы, выпрямительные трансформаторы, реакторы и другое электрооборудование по индивидуальному заказу. Компания имеет опыт производства оборудования до класса 110 кВ.

Юлан управляет производственной площадкой площадью около 35 000 м², включая около 15 000 м² цехов. В компании работает более 75 сотрудников, включая инженерно-технический персонал, занимающийся проектированием, производством и тестированием продукции.

Ресурсы для производства и тестирования включают в себя:

· Подъемное оборудование грузоподъемностью 80 тонн

· Система вакуумной сушки паровой фазы керосина 400 кВт

· Импульсное испытательное оборудование 1200 кВ

· Испытательный трансформатор промышленной частоты 400 кВ, выдерживаемый напряжением

· Индукционная испытательная генераторная установка 300 кВ

· Вертикальное намоточное оборудование с компьютерным управлением.

· Оборудование для резки стержней

· Основное сквозное оборудование

· Гидравлическое прессовое оборудование

· Оборудование для намотки фольги

·Прочее оборудование для производства трансформаторов и реакторов

Эти предприятия обеспечивают производство и испытания трансформаторного и реакторного оборудования по индивидуальному заказу.

Управление качеством и заводские испытания

Юлан управляет следующими системами управления:

·  ИСО 9001:2015

·  ИСО 14001

· ИСО 45001:2018

Для дугогасительной катушки объем заводских проверок и испытаний определяется окончательной спецификацией продукта, применимыми стандартами и требованиями заказчика.

В зависимости от проекта пакет документации может включать:

· Записи о рутинных испытаниях

· Результаты испытаний изоляции

· Измерения сопротивления обмоток

· Функциональные проверки положения и устройства РПН

· Данные об электрических характеристиках

· Функциональные тесты системы управления

· Проверки защиты и сигнализации

· Информация на паспортной табличке

· Технические чертежи

· Документы заводской проверки

При необходимости испытания продукции могут быть организованы в соответствии с применимым стандартом проекта и согласованной технической спецификацией.

Информация о проекте, которую должны предоставить покупатели

Для технического предложения полезна следующая информация:

Однолинейная схема и расчет емкостного тока замыкания на землю особенно полезны при запросе предложения.

Конструкция масляного и сухого типа

Ни одна из конструкций не должна выбираться исключительно на основании того, является ли она маслонаполненной или сухой. Следует учитывать электрические характеристики, условия установки, требования к техническому обслуживанию, требования пожарной безопасности и стандарты проекта.

Часто задаваемые вопросы

Что такое масляная катушка Петерсена?

Маслонаполненная катушка Петерсена представляет собой индуктивное заземляющее устройство, подключаемое между нейтральной точкой распределительной сети и землей. Он компенсирует емкостную составляющую однофазного тока замыкания на землю.

Зачем использовать переключатель ответвлений под нагрузкой?

Емкостный ток замыкания на землю распределительной сети может меняться при подключении, отключении или изменении конфигурации фидеров и кабелей. Переключатель ответвлений под нагрузкой позволяет регулировать индуктивность катушки и компенсационный ток без отключения оборудования при каждом изменении.

Регулируется ли ток компенсации плавно?

Не обязательно. Катушка переключения ответвлений обычно обеспечивает ряд дискретных рабочих положений. Фактическое разрешение регулировки зависит от конфигурации обмотки и устройства РПН.

Являются ли стандартные конфигурации 9, 15 и 19 кранов?

Их можно использовать в типовых конфигурациях, но окончательное количество позиций зависит от требуемого диапазона компенсации, номинального напряжения, конструкции обмотки и выбранного переключателя ответвлений.

Как определить необходимую мощность катушки?

Ключевым входом является емкостной ток замыкания на землю в сети. При расчете следует учитывать длину фидера, длину подземного кабеля, топологию сети, уровень напряжения и рабочие конфигурации.

Может ли катушка полностью компенсировать ток повреждения?

Целью катушки является компенсация емкостной составляющей и уменьшение остаточного тока замыкания на землю. Его не следует описывать как устранение любого тока повреждения или гарантию гашения дуги при любых условиях.

Заменяет ли этот продукт систему защиты от замыканий на землю?

Нет. Катушка гашения дуги и система защиты выполняют разные функции. Устройство компенсации заземления должно быть скоординировано с обнаружением замыкания на землю и защитой фидера.

Можно ли использовать его в распределительной сети 10 кВ?

Да. Система напряжением 10 кВ может находиться в пределах проектного диапазона изделия. Требуемый компенсационный ток, диапазон индуктивности, конфигурация ответвлений, уровень изоляции и функции управления все равно необходимо рассчитать на основе параметров сети.

Может ли он быть рассчитан на системы 35 кВ или 66 кВ?

Да, в зависимости от конкретной конструкции электрооборудования и изоляции. Приложения с более высоким напряжением требуют соответствующей координации изоляции, вводов, зазоров, испытаний и мер защиты.

Какую информацию я должен отправить при запросе ценового предложения?

Укажите напряжение системы, частоту, емкостной ток замыкания на землю, расположение нейтральной точки, схему сети, требуемый диапазон компенсации, условия установки, требования к ответвителям, функции управления и применимые стандарты.

О Юлан Трансформатор

Основанная в 1999 году компания Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. производит трансформаторы и реакторы для коммунального, промышленного и другого электротехнического применения.

В ассортимент продукции компании входят силовые трансформаторы, печные трансформаторы, выпрямительные трансформаторы, шунтирующие реакторы, последовательные реакторы и реакторное оборудование, изготовленное по индивидуальному заказу.

Имея возможности производства трансформаторов и реакторов до класса 110 кВ, Yulan поддерживает проекты, требующие индивидуальных электрических характеристик, расположения обмоток, систем изоляции, конфигураций переключения ответвлений, функций управления и заводских испытаний.

Для масляной катушки дугогашения с переключением под нагрузкой техническое предложение может быть разработано на основе параметров сети заказчика, а не только на основе стандартной модели продукта.