Dos transformadors de 25 MVA poden seure un al costat de l'altre al mateix alimentador i comportar-se de manera completament diferent. Els mateixos kVA. La mateixa impedància. Mateixa classe d'eficiència. La diferència sovint és un component que la majoria dels compradors no posen mai a la seva RFQ: elcanviador de preses per transformador. Quan preguntem als clients què volen fer amb la fluctuació de tensió al seu lloc, el silenci a l'altre extrem de la línia ens diu més que qualsevol full de dades. Aquesta guia explica els dos tipus principals, el que costa tenir cadascú durant vint anys i exactament el que cal especificar abans que la fàbrica comenci a sortir.
Què fa realment un canviador de tocs de transformador
La relació de voltatge d'un transformador està fixada per la relació de voltes dels seus bobinats. Elcanviador de preses per transformadorexisteix per canviar aquesta relació sense rebobinar res: les aixetes són punts de connexió extrets del bobinatge d'alta tensió a intervals regulars, i moure la connexió d'una aixeta a una altra canvia la relació en un pas definit. En una unitat de distribució, un pas estàndard és2.5%- mou dos passos i has corregit la tensió de sortida en un 5%.
Per què importa això? Perquè la tensió que arriba al transformador mai és exactament el valor de la placa d'identificació. Els alimentadors aigües amunt s'enfonsen sota la càrrega, les llargues línies rurals cauen un percentatge entre una subestació i l'extrem més llunyà, i els generadors passen per oscil·lacions diàries. Sense un canviador d'aixetes, un transformador que ofereix 480 V a l'entrada nominal oferirà alguna cosa més propera als 456 V quan la tensió d'entrada sigui un 5% baixa, i els motors, les unitats i la il·luminació se senten.
Val la pena conèixer els estàndards d'enginyeria que regeixen el rendiment i les proves del canviador d'aixetes abans de comprar. A Amèrica del Nord, IEEE C57.131-2012 estableix els requisits elèctrics i mecànics tant per als canviadors de preses de càrrega com per als canviadors de preses sense energia; podeu comprovar l'abast alPàgina IEEE Xplore. A nivell internacional, la norma IEC 60214-1 cobreix el mateix terreny per als canviadors de preses amb càrrega, fora de circuit i motoritzats.
Canviador d'aixetes sense energia (DETC): el cavall de batalla de la distribució
A canviador de preses sense energia(DETC) només es commuta quan el transformador està completament aïllat: sense càrrega, sense excitació, sense excepcions. Dins d'una unitat plena d'oli, l'interruptor és un contacte giratori a l'extrem de la bobina; en un transformador de tipus sec, sol ser una placa de terminals que torneu a connectar a mà. La configuració comuna als transformadors de distribució trifàsics muntats en coixinets i muntats en pals éscinc posicions que abasten del -5% al +5% en passos del 2,5%.: que cobreix la deriva de tensió estacional que veuen la majoria de les empreses sense afegir una sola part mòbil al funcionament normal.
Aquí teniu una escena del nostre propi moll de càrrega. Quan enviem unitats muntades en coixinets a Amèrica del Nord, el DETC deixa la fàbrica configurada a la posició neutra tret que la norma del client especifiqui el contrari, i pengem una etiqueta taronja al dipòsit que diu: verifiqueu la posició de l'aixeta mitjançant una prova de proporció abans d'engegar energia. Aquesta etiqueta existeix perquè hem vist les conseqüències d'un toc canviat mentre la unitat estava activa i perquè les tripulacions de vegades assumeixen la posició de l'interruptor que es mostra a la placa d'identificació coincideix amb el lloc on es troben realment els contactes interns. Una prova de relació de dos minuts després de qualsevol canvi de toc la resol.
La lliçó per als compradors: un DETC és senzill, gairebé sense manteniment i barat, però només és útil si algú coneix la posició correcta del vostre lloc i la comprova abans que la unitat s'escalfi. Canviar l'aixeta més tard significa programar una interrupció, que és l'únic motiu pel qual els projectes passen a un disseny de càrrega.
Canviador d'aixetes en càrrega (OLTC): regulació sense deixar caure la càrrega
AnCanviador de preses en càrrega(OLTC) fa la mateixa feina mentre el transformador es manté alimentat i carregat. A l'interior del dipòsit, un interruptor desviador transfereix el corrent entre aixetes amb prou rapidesa perquè el subministrament mai es trenqui; l'arc s'extingeix amb oli o dins d'un interruptor de buit, i un mecanisme d'accionament motor posiciona el selector de taps. Un relé de control compara la tensió regulada amb un punt de consigna i comanda automàticament els canvis de presa, sovint amb compensació de caiguda de línia per mantenir la tensió a l'extrem més llunyà d'un alimentador en lloc de als terminals del transformador.
Una especificació OLTC típica en un transformador de potència de mitjana tensió ésInterval de ±10% en 17 posicions, amb cada pas a l'1,25%de tensió nominal. Sembla un nombre petit, però és la diferència entre una planta que funciona a 395 V en una tarda calorosa i una que manté 400 V a cada canvi de torn. La norma IEC 60214-1:2014 defineix els requisits de rendiment i de prova d'aquests dispositius, inclosos els dissenys de tipus de buit més nous: elPàgina de la botiga web de l'IECresumeix l'abast.
El nostre exemple més clar prové de les unitats de subestacions que hem subministrat per a xarxes rurals de 33 kV on la longitud de l'alimentació fa que les variacions de tensió diürnes superin el 6%. Un transformador d'aixeta fixa lliuraria als clients finals quina fos la línia lliurada; un OLTC motoritzat amb un relé de control de tensió automàtic manté el bus secundari dins ±2% durant el cicle diari -regulació de tensióuna unitat d'aixeta fixa simplement no pot lliurar. Abans que aquestes unitats abandonessin la nostra badia de prova, els nostres enginyers van fer una prova de proporció i polaritat a cadascuna de les 17 posicions d'aixeta, no només a l'aixeta principal, perquè un selector d'aixeta mal cablejat només apareix quan comproveu cada pas.
DETC vs OLTC: comparació cara a cara
Aquí teniu la comparació que fem als compradors en cada trucada tècnica:
| Dimensió | DETC (desenergitzat) | OLTC (en càrrega) |
| Funcionament | La unitat s'ha d'apagar | Sota càrrega, automàtica o remota |
| Gamma típica | -5% a +5% en passos del 2,5% (5 posicions) | ±10% en 17 posicions (passos de l'1,25%) |
| Prima de cost | Petit (5-10%) | Significatiu (15-30%) |
| Manteniment | Mínim; comproveu els contactes en cas d'interrupció | Regular: oli/DGA, contactes, accionament del motor |
| El millor ajust | Reixetes estables de distribució, muntades en coixinet | Subestacions, plantes industrials, xarxes febles |
| Mode de fallada | Posició d'aixeta incorrecta, error humà | Desgast mecànic, control mal ajustat |
| Estàndard rector | IEEE C57.131 / IEC 60214-1 | IEEE C57.131 / IEC 60214-1 |
La regla general honesta que oferim als clients: si la vostra tensió d'entrada es manté dins del ±5% i podeu tolerar una breu interrupció per canviar d'aixeta, un DETC és la trucada correcta i un OLTC és diners malgastats. Si la xarxa és feble, l'alimentació és llarga o el procés no pot tolerar una caiguda quan s'ajusta l'aixeta, un OLTC es paga per si mateix en el primer esdeveniment de tensió que evita.
Què posar a la vostra RFQ (i què deixar fora)
Abans d'escriure "amb canviador de tocs" i parar, feu l'aritmètica.
- Mesureu el perfil de tensió real.Registreu la tensió d'entrada durant dues o quatre setmanes o extreu les dades de la companyia. Una especificació basada en una conjectura és una aposta de qualsevol manera.
- Relaciona el rang amb el swing.Un lloc que varia un 3% necessita un ±5% DETC, no un ±10% OLTC. Un lloc que varia un 8% necessita el ±10% de l'OLTCregulació de tensiórang i cap DETC el desarà.
- Demaneu impedància a les aixetes extremes.La posició de l'aixeta canvia la impedància en una quantitat mesurable i el vostre estudi de coordinació de relés hauria d'utilitzar el valor de l'aixeta que executareu, no la principal.
- Expliqueu els requisits de control amb antelació.Per a les unitats OLTC, especifiqueu el relé de control automàtic de la tensió, el punt de consigna, l'amplada de banda i qualsevol interfície SCADA remota (Modbus o IEC 61850) abans de fer la comanda; el control posterior és molt més car que especificar-lo per endavant.
- Pregunta què canvia entre tocs.Les garanties de pèrdua de càrrega i sense càrrega, el nivell sonor i l'augment de la temperatura s'especifiquen a l'aixeta principal. Confirmeu quins valors es mantenen als extrems que utilitzareu.
Res d'això és complicat, però cada article és una pregunta que la majoria de proveïdors només responen després de la comanda, i aleshores la resposta costa a canviar de comanda.
Com gestiona Ryan Electric les especificacions del canviador d'aixetes
Ryan Electric ha construït transformadors de distribució i potència des de l'any 2007 a la nostra instal·lació de 120.000 m², i les especificacions del canviador d'aixetes són una conversa diària, no ocasional. Com aSoci d'empresa conjunta d'EatonAmb les certificacions UL, CSA, IEEE i DEKRA a la nostra cartera, dissenyem tenint en compte ambdós mercats: les unitats muntades en coixinet per a Amèrica del Nord s'envien amb les posicions DETC i les dades de prova de relació que espera el vostre estàndard de serveis públics, mentre que les unitats de subestacions per a regions de xarxa feble s'envien amb OLTC motoritzats, diagrames de cablejat de control i el registre de proves complet per toc.
Els nostres enginyers us diran el mateix en cada trucada: digueu-nos la tensió que rebeu, la tensió que necessiteu i la forma de càrrega entremig. A partir d'aquests tres números, podem recomanar el tipus de canviador, l'abast i les posicions, normalment en un dia laborable.
No esteu segur de quin canviador de tocs necessita el vostre projecte?
Envieu-nos les vostres dades de voltatge d'entrada, la tensió de sortida necessària i la classificació del transformadorryan-transformers.com, i el nostre equip d'enginyers tornarà amb una recomanació del canviador de tocs, el càlcul de l'abast i un programa realista. Elcanviador de preses per transformadorLa decisió és un dels pocs elements especificats que podeu encertar en un sol correu electrònic, i malament en un transformador de 50.000 dòlars costa molt més que el correu electrònic.
Sobre l'autor:Aquest article va ser escrit per l'equip d'enginyeria de Ryan Electric, un soci d'empresa conjunta d'Eaton i fabricant de transformadors certificat UL/CSA a Jiangsu, Xina, que serveix a clients de serveis públics, industrials i EPC a Amèrica del Nord, el sud-est asiàtic, Orient Mitjà i Àfrica.
