Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
У Чорнобильській зоні побудують інфраструктуру для СЕС потужністю 1,2 ГВт
11.12.2017р.

Національна енергетична компанія «Укренерго»...

За кілька років Bitcoin може «з’Їсти» всю світову електроенергію
07.12.2017р.

До лютого 2020 року на майнінг біткоїнів знадобиться...

Компенсуватимуть 10% тіла кредиту на встановлення СЕС
07.12.2017р.

З 2018 року мешканцям Львівщини компенсуватимуть з...

У Києві встановили сонячні панелі на зупинках
07.12.2017р.

Наприкінці листопада у Києві запрацювали «сонячні»...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

4982
27.01.2006р. |
Новые трансформаторы – в землю

Распределительные трансформаторы, расположенные в жилых кварталах или близко к ним, вызывают у жителей этих районов недовольство: внешний вид трансформаторов не радует глаз, к тому же вызывает опасение вероятность загрязнения почвы или грунтовых вод и даже возможность взрыва трансформатора в случае серьезной поломки.
Компания АББ 

Частично решить эту проблему можно размещением такого трансформатора под землей. Однако, практическая реализация этой идеи, кроме высокой стоимости, чревата другими опасностями. Новые погружные распределительные трансформаторы с твердой изоляцией мощностью от 25 до 167 кВА разработаны компанией АББ совместно с канадской компанией Hydro-Quebec, специализирующейся на проектировании и строительстве инженерных коммуникаций в сфере коммунального хозяйства. Технологические особенности новых распределительных трансформаторов позволяют подключать их к подземным коммуникациям и обеспечивают высокую надежность системы в процессе эксплуатации, что снижает затраты на строительство, повышает их безопасность для населения и оборудования, а также экологическую безопасность. В настоящее время по всей Северной Америке установлено более 400 таких трансформаторов, большинство из которых расположено непосредственно в грунте или работает в соленой воде. Разрабатывавшиеся ранее подземные распределительные системы в жилых районах имели множество очевидных преимуществ, причем многие из таких сооружений были спроектированы для использования в водной среде. Это привело к быстромуи широкому распространению подобных систем в городских районах. Однако, возложенные на них надежды постепенно угасали, так как установленное оборудование стало подвергаться интенсивной коррозии и впоследствии пришло в негодность. Таким образом, подавляющая часть промышленных предприятий снова вернулась к использованию традиционных распределительных трансформаторов, размещаемых на фундаменте. При этом традиционные трансформаторы сохраняют свои основные недостатки. Во-первых, они имеют непрезентабельный внешний вид и поэтому не подходят для наземной установки в жилых районах. Во-вторых, они представляют определенную опасность для окружающей среды: существует угроза загрязнения почвы и грунтовых вод в случае серьезной поломки. Что было действительно необходимо, так это новый трансформатор, способный работать, будучи полностью погруженным в воду. Помимо отсутствия у этого трансформатора недостатков, присущих традиционным трансформаторам, он должен выдерживать самые суровые условия, которые могут возникнуть при работе непосредственно в грунте.

Многообещающее сотрудничество

Канадская компания Hydro-Quebec (HQ) является всемирно известным лидером в области технологий распределения электроэнергии. HQ постоянно делает инвестиции в новые технологии для повышения надежности своих инженерных сетей и защиты окружающей среды. Повреждение наземной распределительной инфраструктуры во время снежной бури,
разразившейся в северо-восточной части Северной Америки в 1998 году, подтолкнуло HQ к активизациипоиска и внедрению новых технологий. Подобные усилия, в том числе, направлены и на расширение систем HQ подземного расположения, которые в настоящее время составляют около 9% всех систем. HQ и АББ основали совместное предприятие – CITEQ, целью создания которого являлась разработка нового погружного распределительного трансформатора с твердой изоляцией (SDT – solid insulation distribution transformer). К настоящему моменту HQ уже установила непосредственно в грунт более 50 таких новых трансформаторов. Положительные результаты говорят о больших перспективах этой технологии.

Уникальная конструкция

Новый SDT имеет уникальную конструкцию важными элементами которой являются твердая изоляция и внешний кожух из композитного материала. Основу системы твердой электроизоляции составляет изоляционная пленка и специальная эпоксидная смола, при этом ни жидкая, ни газообразная диэлектрическая среда не используется.
Обмотки трансформатора и магнитный сердечник полностью покрыты эпоксидной смолой, которая и является в данном случае диэлектрической средой. Внешний кожух SDT изготовлен из стекловолокна и эпоксидной смолы, что делает его водонепроницаемым, стойким к коррозии и при этом не требующим ухода. Кожух хотя и имеет малый вес, тем не менее увеличивает прочность конструкции трансформатора в целом. Такие особенности SDT делают эти трансформаторы очень компактными и позволяют устанавливать их в любом положении. Технические характеристики SDT открывают перед проектировщиками инженерных систем новые возможности:

    • проходные изоляторы первичной цепи отливаются одновременно с корпусом, что сокращает число дополнительных деталей
    • трансформатор может быть оснащен гибкими кабелями вторичной цепи, в результате чего можно отказаться от использования отдельных проходных изоляторов
    • подъемные и опорные кронштейны могут быть изготовлены, как часть внешнего кожуха с целью наиболее полной защиты трансформатора от коррозии


Экспериментальные проекты демонстрируют экономичность новой технологии. В настоящее время CITEQ участвует в нескольких
крупномасштабных экспериментальных проектах, в которых занято более 300 домов в Онтарио и Квебеке. В этих домах радиционные трансформаторы заменили на SDT, размещенные либо в компактных трансформаторных шкафах из стекловолокна или же непосредственно в грунте. Новые трансформаторы работают без перебоев уже третий год, причем в течение этого срока им приходилось выдерживать экстремальные погодные условия: холод, жару и повышенную влажность.Опыт экспериментальных проектов говорит о том, что переход к использованию SDT оправдан по нескольким причинам:

    • отсутствие признаков коррозии в течение всего срока службы
    • неизменность таких характеристик, как нагрузочная способность, устойчивость к колебаниям в питающей сети и уровень утечки
    • отсутствие негативного воздействия на окружающую среду
    • отсутствие ограничений на передвижение в непосредственной близости от трансформатора людей и транспортных средств
    • устойчивость трансформаторов к неблагоприятному воздействию широкого диапазона погодных условий, включающего падение прямых солнечных лучей
    • отсутствие риска взрыва при неполадках
    • отсутствие необходимости изъятия и утилизации
    • трансформаторов, отслуживших положенный срок
    • практичное и удобное расположение в грунте или в компактных трансформаторных шкафах исключает необходимость установки специальных трансформаторных будок
    • полностью собранная система сравнима по цене или даже дешевле, чем аналогичное оборудование в традиционном исполнении


Тестирование SDT

SDT, использованные в экспериментальных проектах, подвергались как обычным, так и специальным тестам:

    • тест, демонстрирующий работу трансформаторов, помещенных непосредственно в грунт
    • тест на нагрев и на охрупчивание при охлаждении
    • тест на устойчивость к короткому замыканию
    • тест на устойчивость к импульсным нагрузкам
    • тест на устойчивость к резкому нагреву или охлаждению
    • тест на устойчивость к внутренним дефектам
    • тест на пожарную безопасность
    • тест на ускоренное старение


Новый SDT имеет твердую изоляцию и внешний кожух из композитного материала.

Технические характеристики SDT:

    • Тип однофазный
    • Мощность кВА от 25 до 167
    • Напряжение первичной обмотки кВ 14.4
    • Напряжение вторичной обмотки В 240/120
    • Охлаждение AN
    • Частота Гц 60
    • Макс. температура °С 100
    • Типичные рабочие характеристики
    • Мощность кВА 50 100 167
    • Импеданс % 4.0 3.2 3.4
    • Потери без нагрузки Вт 140 270 395
    • Потери под нагрузкой Вт 275 415 600
    • Ширина мм 600 600 660
    • Длина мм 510 770 930
    • Высота мм 535 535 600


Тест, демонстрирующий работу трансформаторов, помещенных непосредственно в грунт

Три трансформатора мощностью по 100 кВА, каждый в корпусе из стекловолокна, были помещены непосредственно в грунт без какой-либо дополнительной защиты. Эти трансформаторы снабжали оборудование CITEQ питанием 300 кВА, 24 940/14 400 – 600В.
Грунт в месте размещения трансформаторов представлял собой смесь песка с щебнем, накрытую дерном.Трансформаторы успешно действуют с момента пуска в декабре 1999 года. Тест на нагрев и на охрупчивание при охлаждении.

Трансформатор каждого типа подвергался серии тестов на нагрев, имитирующих нормальные условия и перегрузки. Тесты показали, что внутренняя температура при полной нагрузке в среднем не превышает 100 °С. Даже при температуре окружающей среды 40 °С и температуре на краях активного участка 20 °С, максимальная температура активного участка не превышает 160 °С, что ниже установленного температурного предела для изоляционных материалов – 200 °С.
К обычным тестам на нагрев Hydro-Quebec добавила специализированный тест на охрупчивание при охлаждении для SDT. Этот тест должен имитировать условия работы, которые могут возникнуть при перебоях в электропитании в зимнее время.

Трансформаторы подвергались воздействию пяти циклов теста, каждый из которых состоял из следующих шагов:

    • нагрев при 100 % нагрузке до достижения равновесной температуры
    • имитация отсутствия электропитания в течение 1,5 часа
    • запуск SDT при 240 % перегрузке на 30 минут
    • работа при 200 % перегрузке в течение 1 часа
    • постепенное снижение нагрузки до 100 % в течение 1 часа
    • работа при 100 % нагрузке до достижения равновесной температуры



Измерение утечки проводилось после каждого цикла.Затем трансформаторы подвергались тестам на устойчивость к низким частотам, импульсным нагрузкам и индукции. Результаты тестов подтверждают надежность SDT.

Тест на устойчивость к короткому замыканию

Тесты на устойчивость к короткому замыканию, проведенные на погружных распределительных трансформаторах показали, что единственное заметное изменение в падении напряжения связано с повышением температуры обмотки после каждого теста на
устойчивость к короткому замыканию. Падение напряжения, измеренное до, во время и после теста, было практически постоянным, максимальная разница составляла менее 0,15 %.

Тест на охрупчивание при охлаждении.

При проведении этого специального теста, разработанного HQ, трансформаторы подвергаются воздействию пяти температурных циклов, имитирующих экстремальные условия эксплуатации. При тестировании к трансформаторам подводится номинальное напряжение.

Тест на устойчивость к импульсным нагрузкам

Тесты показали, что SDT устойчивы к воздействию повторяющихся импульсных нагрузок. К примеру, перед тестом на устойчивость к короткому замыканию трансформатор мощностью 50 кВА выдержал два ослабленных колебания амплитудой 60 кВ, два срезанных колебания амплитудой 125 кВ и три полных колебания амплитудой 125 кВ; затем два полных колебания амплитудой 95 кВ и два полных колебания амплитудой 125 кВ. Тесты на импульсные нагрузки, проведенные сразу после тестов на нагрев, доказывают, что SDT выдерживают импульсные нагрузки при повышенных температурах. Трансформатор выдерживает четыре полных колебания амплитудой 125 кВ при температуре 92 °С.

Тест на устойчивость к резкому нагреву или охлаждению

Трансформатор каждого типоразмера помещался в климатическую камеру, где подвергался тесту на устойчивость к температурному перепаду путем ступенчатого понижения температуры за пять шагов: до 0 °С, затем до -10 °С, -20 °С, -30 °С и, наконец, до - 40 °С.

На каждом шаге, когда температура достигала равновесной, на тестируемый трансформатор подавалась 200 % нагрузка на 1 час. После этого трансформаторы подвергались сериям тестов на приложенное напряжение, импульсные нагрузки и индукцию. Измерения уровня утечки до и после тестов показали отсутствие изменений.

Тест на устойчивость к внутренним дефектам

Тесты на устойчивость к дефектам проводились на прототипе SDT с использованием плавких предохранителей, чтобы имитировать внутреннее замыкание на корпус. В одном цикле испытаний имитировались два следующих друг за другом замыкания: одно при среднеквадратичном значении тока 8 кА, а другое при 10 кА. Тесты показали, что при подобных авариях не происходит самопроизвольного разъединения деталей и не возникает опасности возгорания.

После устранения короткого замыкания восстанавливается нормальный режим работы.

Тест на пожарную безопасность

Тесты на пожарную безопасность проводились на тестовых образцах в соответствии со стандартами ASTM: Е 162 – тест на поверхностную воспламеняемость материала при использовании источника инфракрасного излучения; Е 662 – тест на удельную оптическую плотность дыма, генерируемого при горении твердых материалов. Эти тесты показали, что SDT вносит малый вклад в тепловую энергию пламени, в выделение дыма и токсических веществ.

Тесты на химическую стойкость и стойкость к воздействию воды

Трансформатор погружали в концентрированный раствор хлоридов, чтобы проверить устойчивость защитного кожуха к химикатам, которые может содержать грунт в типичных местах подземной установки оборудования Hydro-Quebec. Тест на ускоренное старение. Тесты на ускоренное старение, имитирующие старение после 15 и 30 лет использования, проводились на 12 трансформаторах. Сравнение свойств диэлектрика до и после тестов показали отсутствие видимого старения. Анализ измерений тока утечки до, во время и после тестов также показал отсутствие заметных изменений. Два SDT работают в соленой воде в Историческом Центре Чарльстона в Южной Каролине с мая 2000 года. Результаты, полученные при установке новых распределительных трансформаторов с твердой изоляцией непосредственно в грунт, говорят о больших перспективах этой технологии. Новые SDT хорошо подходят для создания традиционных замкнутых питающих сетей в жилых районах.

Проект Bois-Franc.

Этот проект является частью более обширного проекта, разработанного компанией Bombardier Aeronautique Inc и осуществляемого на площади в 20 миллионов квадратных футов в Монреале. После окончания проект Bois-Franc будет объединять порядка 8000 жилых помещений, среди них городские дома, совместные владения и частные дома. К настоящему времени уже установлено 40 трансформаторов на 100 кВА, 24 940/14 400 –240/120В. Каждая сеть состоит из 10 SDT, которые присоединяются к обычному распределительному щиту через предохранители. SDT размещены в корпусах из стеклотекстолита (стекловолокна с полимерным связующим) размером 1,8 м – 1,2 м – 1 м. Такие корпуса способны выдерживать непериодические нагрузки до 9050 кг.


SDT для подземных распределительных сетей в жилых районах

Среди различных конфигураций распределительных сетей, для которых проектировались новые SDT, встречаются и традиционные
сети с замкнутым контуром. Характерными особенностями таких систем с SDT являются:

    • использование раздельно изолированных разъемов,
    • расположенных для большего удобства на стандартном тройном соединении
    • во вторичных цепях используются одинарные и двойные плавкие предохранители
    • индикаторы неисправности в цепи, расположенные возле каждого трансформатора
    • отсутствие необходимости использования предохранителя в первичной цепи каждого трансформатора, так как неисправность не вызовет взрыва; однако, при необходимости, предохранитель в полимерной оболочке может быть установлен в первичную цепь трансформатора или в начале контура.


Множество вариантов применения.

Технология SDT имеет неоспоримые преимущества и дает возможность использовать эти трансформаторы в различных, в том числе и специфических условиях. К примеру, уникальные особенности SDT позволили HQ существенно снизить затраты на работы по прокладке инженерных сетей, а также способствуют более плотной застройке жилых кварталов. Также SDT незаменимы в престижных жилых районах, где обычные трансформаторные будки неприемлемы в связи со своим непрезентабельным внешним видом. Прибрежные районы также представляют собой специфическую среду, для работы в которой и разрабатывались SDT. Как и большинство прочих агрессивных сред, морской воздух, содержащий значительное количество солей и водяного пара, сильно воздействует на металлический корпус трансформатора и способствует его коррозии. Мало подверженный коррозии полимерный кожух SDT является лучшим решением в данной ситуации.

С момента первого обсуждения идеи подземных распределительных систем для жилых районов, погружные распределительные трансформаторы были для проектировщиков инженерных сетей тем недостающим звеном, которое представляет собой идеальное решение в самых различных ситуациях. Коммерческий успех SDT может дать толчок новому инвестированию в развитие подземных распределительных систем для жилых районов.

Теги та ключові фрази
трасфоматор подземлей, новый трансформатор в землю SDT, трансформаторы с твердой изоляцией SDT, Тест пео теме "Трансформаторы", трансформатор ncns, Составить тест трансформаторам, трансформаторы тесты, новітні трансформатори, тест по теме, тест по теме трансформатор


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.