Questo è l'articolo più dettagliato che abbia mai letto sulle nozioni di base relative alle scatole dei trasformatori!
Posizioni idonee per sottostazioni a scatola
1. Utilizzato come trasformatore per la scatola di derivazione dell'illuminazione stradale: Sia i trasformatori a scatola europei che quelli americani presentano vantaggi rispetto alle tradizionali cabine elettriche civili nei sistemi di alimentazione a basso carico. Le sottostazioni a scatola hanno costi di costruzione molto inferiori rispetto alle normali cabine elettriche e un aspetto gradevole. Le sottostazioni a scatola in stile europeo possono anche essere dotate di involucri paesaggistici, integrandosi armoniosamente nel contesto urbano.
2. Consumo di energia in parchi e aree residenziali: Le sottostazioni a scatola sono spesso utilizzate per l'alimentazione elettrica in parchi, aree residenziali e altri luoghi. Nei parchi e nelle aree residenziali si cerca spesso di ottimizzare l'estetica e lo spazio, e le sottostazioni a scatola risolvono efficacemente entrambi i problemi, grazie al loro aspetto gradevole e al ridotto ingombro.
3. Elettricità industriale e mineraria: Fabbriche, miniere e altre aree hanno elevate esigenze in termini di apparecchiature di alimentazione elettrica a causa della conformazione complessa del terreno e degli elevati costi in termini di tempo. Le sottostazioni a scatola sono facili da installare, richiedono meno lavori in loco e hanno un grado di protezione IP33, che può ridurre notevolmente il volume e la durata dei lavori. Sono installate in aree con terreno complesso.
4. Alimentazione elettrica temporanea: L'impresa edile spesso sposta la sede dell'alimentazione elettrica a causa del trasferimento del cantiere, pertanto è necessario un set di apparecchiature di distribuzione mobili. La sottostazione a scatola offre una buona mobilità e una capacità di carico sufficiente a soddisfare pienamente le esigenze di alimentazione elettrica temporanea del cantiere.
Classificazione, vantaggi e svantaggi delle sottostazioni a scatola
Come configurare una sottostazione di tipo box
1. Configurazione lato alta tensione della scatola del trasformatore
(1) I trasformatori a scatola si dividono in trasformatori a morsettiera e trasformatori ad anello in base al metodo di cablaggio primario sul lato alta tensione. Il trasformatore a scatola a morsettiera non necessita di cablaggi aggiuntivi: se il lato alta tensione ha un ingresso e più uscite o più ingressi e una uscita (generalmente un ingresso e due uscite o tre uscite, oppure due ingressi e una uscita o due uscite), può essere considerato un trasformatore a scatola ad anello.
(2)Il lato ad alta tensione del trasformatore a scatola europeo è dotato di Interruttore automaticos, nonché protezione combinata con fusibili dell'interruttore di carico. Considerando il costo del trasformatore, per trasformatori con una capacità non superiore a 800 kV · A e bassi requisiti per la configurazione di protezione lato alta tensione, quest'ultima è spesso utilizzata.
(3) Gli interruttori di carico ad alta tensione installati nei quadri di trasformazione di tipo europeo sono per lo più interruttori di carico a esafluoruro di zolfo FLN-12.
(4) La corrente nominale del fusibile di protezione ad alta tensione viene selezionata secondo la seguente formula:
Irr=KIgmax
Nella formula, Irr rappresenta la corrente nominale del fuso, A;
K - coefficiente, generalmente considerato pari a 1,3:
Igmax - corrente nominale sul lato alta tensione del trasformatore.
(5) Considerando la sicurezza di esercizio e manutenzione, la configurazione del lato alta tensione del trasformatore a scatola europeo deve soddisfare i seguenti requisiti.
① Quando l'interruttore di carico è in posizione di disconnessione, è presente un dispositivo di messa a terra per garantire la sicurezza durante la manutenzione.
② L'interruttore di carico e l'interruttore di isolamento sono bloccati reciprocamente per garantire un funzionamento sicuro.
(6) Il trasformatore di tipo americano a scatola è assemblato nella stessa scatola immersa in olio grazie alla combinazione di un interruttore di carico ad alta tensione con fusibile e di un trasformatore, che include un interruttore di carico a posizione, un fusibile di protezione, un fusibile a innesto e un trasformatore. Il tipo a rete ad anello si ottiene convertendo i terminali di connessione interni dell'interruttore di carico a posizione.
2. Configurazione del quadro di distribuzione principale di bassa tensione per trasformatore a scatola
Il quadro di distribuzione principale di bassa tensione del trasformatore a scatola deve generalmente essere dotato di sezionatori di bassa tensione in ingresso, interruttori automatici di bassa tensione e dispositivi di misurazione di bassa tensione. I sezionatori di bassa tensione devono essere installati per soddisfare le esigenze di manutenzione e riparazione quotidiane. L'interruttore automatico di bassa tensione viene scelto in base alla potenza del trasformatore e alla corrente di cortocircuito nel punto di installazione dell'interruttore.
L'interruttore principale di bassa tensione del trasformatore viene generalmente scelto come interruttore intelligente di tipo a telaio, e i requisiti per la sua selezione e impostazione sono i seguenti.
(1) La corrente nominale dell'interruttore automatico. In genere, una potenza pari a 2,0-2,5 volte la capacità del trasformatore è sufficiente. La corrente di interruzione nominale corrispondente è maggiore del valore della corrente di cortocircuito sul lato a bassa tensione del trasformatore e raramente necessita di essere verificata.
(2) Impostazione corrente di rilascio della sovracorrente con ritardo lungo (ovvero limite di tempo inverso, sovraccarico), richiede che In ≤ Iset1 ≤ Iz. In questi valori, In è la corrente nominale sul lato a bassa tensione del trasformatore e Iz è la capacità di trasporto di corrente del bus a bassa tensione. Per sfruttare appieno la capacità del trasformatore senza comprometterne la durata, Iset1 deve essere uguale o prossimo a In.
(3) Ritardo breve (ad esempio limite di tempo fisso, sovracorrente) sovracorrente e la corrente impostata Iset2 del rilascio deve soddisfare il requisito 1.2Ifj ≤ Iset2 ≤ Id/1.3. In questo caso, Ifj è la corrente di picco di carico a breve termine del trasformatore e Id è la corrente di guasto a terra monofase del trasformatore. Questo requisito è facile da soddisfare per i trasformatori con connessioni D e yn11, ma non è facile da soddisfare per i trasformatori con connessioni Y e yn0. Questo è anche il motivo per cui molti trasformatori a scatola utilizzano trasformatori D e yn11. Il tempo di impostazione del rilascio di sovracorrente a breve ritardo dell'interruttore principale di bassa tensione del trasformatore è generalmente di 0,6 secondi, il che può garantire che la differenza di tempo con l'interruttore di livello successivo non sia inferiore a 0,2 secondi.
(4) Il rilascio istantaneo della sovracorrente imposta la corrente Iset3. A causa della protezione da sovracorrente a breve ritardo, per garantire una migliore selettività, il valore di Iset3 può essere impostato su un valore maggiore, generalmente pari a 12-15 volte il valore di Iset1.
3. Dispositivo automatico di compensazione della potenza reattiva per trasformatore a scatola
Secondo gli standard nazionali vigenti, la capacità di compensazione della potenza reattiva deve essere generalmente configurata al 30% della capacità del trasformatore, il che ovviamente soddisfa i requisiti per le condizioni di utilizzo con un elevato fattore di potenza naturale. Tuttavia, con la rapida diffusione di elettrodomestici induttivi come condizionatori d'aria, lavatrici, frigoriferi e lampade a risparmio energetico, la configurazione al 30% della capacità del trasformatore a volte non riesce a ottenere l'effetto previsto. Si consiglia di configurare al Dal 40% al 60% della capacità del trasformatore e compensazione automatica in 10 circuiti di controllo. Sebbene il costo sia aumentato, è trascurabile rispetto al costo dell'intero trasformatore a scatola, e l'effetto di compensazione è buono.
4. Configurazione del quadro di distribuzione di bassa tensione
Il numero di circuiti nel quadro di distribuzione di bassa tensione di un trasformatore a scatola viene generalmente determinato in base alla distribuzione del carico nella sua area di alimentazione e alla riserva di 1-3 circuiti. Le specifiche e i modelli degli interruttori automatici selezionati per ciascun circuito vengono determinati in base ai rispettivi carichi calcolati. I requisiti di selezione e impostazione degli interruttori automatici di bassa tensione in ciascuna linea sono simili a quelli per gli interruttori automatici principali del trasformatore. Tuttavia, il prerequisito è conoscere la corrente di carico calcolata di ciascuna linea. Solo in questo modo è possibile configurarla in modo appropriato.
Precauzioni per l'installazione all'aperto di sottostazioni a scatola
1. Il conduttore di terra della sottostazione tipo scatola deve essere un conduttore in ramee la sezione trasversale non deve essere inferiore a 30 mm². Alcune apparecchiature che riducono intenzionalmente le dimensioni del conduttore di terra sono facilmente soggette a danni causati dai fulmini.
2. Anche la rete di messa a terra della sottostazione a scatola deve garantire un'area di copertura e una profondità sufficienti. La rete di messa a terra della sottostazione a scatola deve essere interrata a una profondità superiore a 1 metro e devono essere aggiunti alcuni elettrodi di messa a terra verticali per ridurre la resistenza.
3. Le sottostazioni a scatola devono essere installate in aree prive di forti vibrazioni e urti, e non devono essere presenti significative induzioni elettromagnetiche nelle vicinanze. Le linee di ingresso e uscita dei cavi devono rispettare le distanze di sicurezza previste in cantiere.
4. Le sottostazioni a scatola devono essere installate in aree asciutte e ventilate, in posizione orizzontale, con un'inclinazione non superiore a 5 gradi.
5. L'area di installazione della sottostazione a scatola non deve contenere sostanze pericolose quali esplosivi, gas o liquidi corrosivi.
6. L'utilizzo all'aperto della sottostazione a scatola non richiede turni, quindi occupa una piccola area e ha bassi costi di esercizio.
Misure comuni di gestione dei guasti elettrici per sottostazioni di tipo scatolare
1. Misure di prevenzione del surriscaldamento per la scatola del trasformatore. Il surriscaldamento delle apparecchiature elettriche nelle sottostazioni a scatola può facilmente causare l'invecchiamento dell'isolamento nel tempo, con conseguente allentamento delle giunzioni. Anche i cortocircuiti interni nelle sottostazioni a scatola possono provocare un aumento della temperatura e persino incendi. L'avvolgimento del trasformatore è inoltre soggetto a surriscaldamento durante il funzionamento e un riscaldamento continuo può facilmente danneggiare il trasformatore. Per affrontare il problema del surriscaldamento nelle sottostazioni a scatola, è necessario pulire tempestivamente i residui, come la polvere, all'interno delle sottostazioni. In secondo luogo, è necessario rafforzare il monitoraggio della temperatura delle varie apparecchiature all'interno della scatola del trasformatore ed emettere tempestivamente segnali di allarme per le alte temperature.
2. L'interruttore di carico del quadro del trasformatore è difettoso. Gli interruttori di carico nelle sottostazioni a scatola raramente si guastano, se non per guasti interni. Le principali cause di guasto degli interruttori di carico sono le seguenti:
- Innanzitutto, l'interruttore è stato utilizzato per troppo tempo, causando la deformazione del telaio, con conseguente allentamento o distacco dell'interruttore stesso;
- Il secondo componente ha una resistenza insufficiente, con conseguenti danni al commutatore di prese durante le operazioni di commutazione;
- Il terzo problema è che la qualità dell'interruttore non è conforme agli standard e, dopo un certo periodo di utilizzo, potrebbero verificarsi situazioni come la rottura del perno.
Per garantire il funzionamento stabile del trasformatore, il processo produttivo richiede una rigorosa selezione degli interruttori sotto carico, al fine di assicurare la qualità degli interruttori stessi e la corretta tecnologia di installazione.
3. L'interruttore di bassa tensione della scatola del trasformatore scatta. Esistono due fattori principali che possono causare l'intervento dell'interruttore di bassa tensione del trasformatore. Il primo è un guasto alla sbarra; il secondo è un malfunzionamento dell'interruttore, ecc. In caso di intervento dell'interruttore di bassa tensione, è necessaria un'attenta ispezione del quadro elettrico del trasformatore. Una volta che la protezione da sovracorrente si attiva sul lato di bassa tensione del trasformatore principale, è necessario ispezionare e proteggere immediatamente le apparecchiature interessate. Allo stesso tempo, è necessario escludere eventuali guasti dovuti a malfunzionamenti dell'interruttore, concentrandosi sulla natura del guasto, se sulla sbarra o sulla linea. È inoltre necessario ispezionare le apparecchiature interessate per verificare la presenza di eventuali perdite nella piastra di pressione di protezione e, se necessario, richiedere un'ispezione professionale delle apparecchiature.
■ Manutenzione del dispositivo di intervento in sottostazione a scatola
Durante la fase operativa di una sottostazione a scatola, si verificano principalmente due tipi di guasti di intervento: l'intervento dell'interruttore del trasformatore principale e l'intervento dell'interruttore di linea. Tra questi, l'intervento dell'interruttore del trasformatore principale si suddivide ulteriormente in guasti di intervento trifase e guasti di intervento sul lato di bassa tensione. La determinazione della causa dell'intervento del trasformatore nella sottostazione a scatola si basa principalmente sull'analisi di diversi dati di monitoraggio.
Quando si verifica un guasto di sgancio in una sottostazione esterna di tipo scatola, il personale di manutenzione deve recarsi sul posto il prima possibile e ripristinare l'alimentazione elettrica nel più breve tempo possibile. Il personale di manutenzione verifica innanzitutto se vi sono danni gravi alle apparecchiature, quindi ispeziona il funzionamento dell'interruttore di sgancio e della bobina di soppressione dell'arco. Per gli interruttori ad accumulo di energia a molla, verifica se l'accumulo di energia a molla è difettoso, mentre per gli interruttori elettromagnetici, controlla principalmente il fusibile di potenza dell'interruttore.
Quando si verifica un guasto di sgancio a bassa tensione nel trasformatore principale di un trasformatore a scatola, l'attenzione principale si concentra sull'ispezione della protezione di linea e della protezione del trasformatore principale nell'apparecchiatura della sottostazione per individuare la causa dell'incidente. Se la protezione da sovracorrente è l'unica causa del guasto sul lato a bassa tensione del trasformatore, è possibile escludere il guasto di linea e quindi controllare il terminale di uscita, seguito dall'ispezione dell'apparecchiatura della sottostazione. Quando sono presenti sia la protezione da sovracorrente sul lato a bassa tensione del trasformatore che la protezione di linea, è possibile determinare direttamente come guasto di linea in base al fatto che la linea sia scollegata o meno. Il personale di manutenzione non solo deve controllare la posizione dell'uscita di linea, ma anche ispezionare l'intera linea per escludere il guasto di linea prima di procedere con la gestione del guasto di sgancio dell'interruttore.
Precauzioni per la prevenzione di incendi ed esplosioni durante il funzionamento di una sottostazione elettrica a scatola.
1. Le sottostazioni di tipo scatolare non possono funzionare sotto sovraccarico per lunghi periodi, soprattutto dopo alcuni anni di utilizzo; occorre prestare attenzione a problemi quali l'invecchiamento delle bobine e dell'isolamento per prevenire cortocircuiti.
Se un Trasformatore immerso in olio Se il trasformatore è installato in una sottostazione di tipo scatolare, è necessario controllare regolarmente le prestazioni di isolamento dell'olio del trasformatore e sostituirlo tempestivamente qualora risulti non idoneo.
3. Durante il funzionamento delle sottostazioni prefabbricate, è necessario monitorare costantemente le condizioni del trasformatore per prevenire l'invecchiamento dell'isolamento causato dal riscaldamento prolungato del nucleo del trasformatore. Durante la manutenzione, occorre inoltre prestare attenzione a non danneggiare lo strato isolante.
4. Durante la manutenzione ordinaria delle sottostazioni a scatola, occorre prestare attenzione ai problemi di contatto dei cavi e intervenire tempestivamente in caso di contatti difettosi.
5. Sottostazione preinstallata tipo scatola Apparecchiature di commutazione ad alta tensioneI trasformatori e le apparecchiature di commutazione a bassa tensione saranno dotati di scaricatori di sovratensione per prevenire danni da fulmine alle apparecchiature correlate e garantire il funzionamento sicuro della sottostazione a scatola.
Durante la fase di progettazione di una sottostazione a scatola, è necessario considerare la ventilazione e la dissipazione del calore, prevedendo aperture di ventilazione e ventilatori di estrazione in numero sufficiente. La sottostazione a scatola di Ziguang è dotata di ventilatori di estrazione sia nella sala trasformatori che in quella a bassa tensione, e quest'ultima dispone di un sistema automatico di monitoraggio della temperatura che consente di controllare efficacemente la temperatura interna della sottostazione.
Conclusione
Le sottostazioni a scatola sono generalmente installate all'aperto e rimangono incustodite tutto l'anno. Solo con ispezioni regolari annuali è possibile effettuare una manutenzione completa. La manutenzione delle sottostazioni a scatola è un lavoro pericoloso e, in caso di interventi sotto tensione, è necessario prestare particolare attenzione alla sicurezza. Il lavoro di manutenzione delle sottostazioni di trasformazione è complesso e faticoso, con un carico di lavoro elevato. Se ci si dedica a questo lavoro per un lungo periodo, si può facilmente incorrere in stress psicologico e incidenti elettrici. Pertanto, è necessario rafforzare la formazione in materia di sicurezza del personale addetto alla gestione e alla manutenzione. La durata di vita di una sottostazione a scatola è generalmente di 10-20 anni, con una durata massima di 20 anni per una sottostazione Ziguang. La manutenzione regolare della sottostazione a scatola è essenziale per il suo corretto funzionamento.