ELECTRIC, WITH AN EDGE
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ELECTRIC, WITH AN EDGE
El transformador de distribución de 10 kv es un dispositivo eléctrico estático que transforma la corriente y el voltaje de CA en función de la ley de inducción electromagnética en el sistema de distribución de energía para realizar la transmisión de energía de CA. La configuración de protección es la garantía para la operación suave y segura del transformador de distribución de 10kv. Al configurar la protección del transformador de distribución de 10kv, puede elegir un disyuntor, un fusible, un interruptor de carga + fusible y otros métodos de acuerdo con la situación real, cada uno de los cuales tiene sus propias ventajas y desventajas.
En el sistema eléctrico, el transformador de distribución es uno de los equipos eléctricos más importantes, y su seguridad operativa tiene un impacto directo en la estabilidad continua de todo el sistema eléctrico. En el contexto del aumento de la capacidad del sistema eléctrico y del aumento de los niveles de tensión, se han propuesto mayores requisitos para la seguridad, confiabilidad, sensibilidad y rapidez de la protección de los transformadores de distribución.
A detailed explanation of 10kv transformer and specifications
Ya sea en transformadores montados en pedestal, unidades de fuente de alimentación de red en anillo o cableado de sala de alto voltaje del usuario final, una vez que un transformador de distribución de 10 kv tiene una falla de cortocircuito, la configuración de protección puede eliminar con precisión la falla en poco tiempo, asegurando 10 kV aparamenta de alta tensión, distribución 10kv El transformador eléctrico funciona sin problemas.
En el contexto de la expansión continua de la red eléctrica de 10 kV, la arquitectura de la red se está volviendo cada vez más compleja y los requisitos para el control de la operación del sistema eléctrico y los dispositivos de protección del transformador de potencia también están aumentando, lo que ha traído desafíos sin precedentes para el desarrollo del transformador de distribución de 10 kV. configuraciones de protección.
A juzgar por la operación de los transformadores de distribución de 10 kV, aunque la tasa de acción de protección del relé ha mostrado una tendencia ascendente año tras año, la tasa de acción correcta de la protección del transformador de distribución de 10 kV es baja y todavía hay una gran brecha en comparación con la protección de línea en el Mismo periodo. Esto se debe principalmente a una configuración incorrecta de la protección del transformador de distribución de 10 kV.
En el transformador de distribución de 10 kv de gran capacidad, el interruptor automático es una especie de interruptor de protección contra cortocircuitos con una frecuencia de aplicación más alta. Tiene las excelentes características de muchos tiempos de rotura, buen rendimiento de protección y gran capacidad de rotura. Se utiliza en la protección de transformadores en un área grande, pero el precio es relativamente alto.
En esencia, un disyuntor es una aparamenta que puede conectar y desconectar la línea en condiciones normales de funcionamiento y desconectar la línea con falla en caso de falla por cortocircuito. Incluye una sala de control, una cámara de extinción de arco, un circuito conductor principal y un soporte aislante. , Mecanismo de operación y otras partes.
Generalmente, cuando se configura el disyuntor, es necesario configurar el dispositivo del sistema de protección de relé correspondiente para que cuando el transformador de distribución protegido de 10 kv falle, el sistema de protección de relé emita con precisión la instrucción de disparo al disyuntor en la primera vez. .
Esto hace que el transformador de distribución de 10 kv defectuoso se desconecte del sistema de energía a tiempo, lo que reduce el daño de la corriente de falla al transformador de distribución de 10 kv y el impacto negativo en todo el sistema de energía.
En el proceso de configuración de protección del transformador de distribución de 10 kv, el tipo comúnmente utilizado es fusible de caída (interruptor de protección contra cortocircuitos). Debido a su destacado punto de desconexión, puede realizar la función de interruptor de aislamiento y proporcionar un entorno de trabajo seguro para el mantenimiento del transformador de distribución de 10 kv. , Tiene excelentes características como operación conveniente, economía y gran adaptabilidad a ambientes al aire libre. Es ampliamente utilizado en la configuración de protección del lado primario de los transformadores de distribución de 10kv. Es adecuado para gases no corrosivos, aire ambiente sin polvo conductor y entornos inflamables y explosivos (anual La diferencia de temperatura es de ± 40,0 ℃).
Aunque el fusible puede romper la corriente de cortocircuito, el voltaje nominal del transformador de distribución protegido de 10 kv debe coincidir con el voltaje nominal del fusible, y la capacidad de cortocircuito trifásico del transformador de distribución protegido de 10 kv está entre el superior y el inferior. límites de la capacidad nominal de ruptura del fusible Una vez que el límite superior de la capacidad nominal de ruptura del fusible es demasiado grande, el arco no se extinguirá suavemente cuando se funda el fundido, lo que eventualmente hará que el tubo del fusible se queme y explote.
El fusible limitador de corriente de ruptura alta se usa principalmente para cambiar la corriente de carga nominal y romper la corriente de cortocircuito para satisfacer las necesidades de protección de operación de varios modos de operación normal y de falla del sistema de distribución de energía. Tiene las ventajas de una estructura simple y un precio bajo.
En el fusible limitador de corriente de ruptura alta, el interruptor de carga es principalmente responsable de la apertura y el cierre de la corriente de carga normal y el corte de corriente de sobrecarga dentro del rango de corriente nominal de ruptura del interruptor de carga, y el fusible es responsable de la protección contra cortocircuitos del lado de alta tensión del transformador de distribución, protección contra sobrecarga. A través de la cooperación de los dos, no solo puede cumplir con los requisitos de protección de operación del transformador de distribución de 10kv durante la operación normal y la operación de falla, sino que también simplifica la combinación de dispositivos de protección del transformador de distribución de 10kv y reduce el costo de la configuración de protección.
A través de una comparación exhaustiva del rendimiento de los interruptores automáticos, fusibles, interruptores de carga + fusibles, se pueden obtener los resultados que se muestran en la Tabla 1:
| Performance comparison | Circuit breaker transformers | Fuse | High breaking current limiting fuse |
| Can it carry rated current | √ | √ | √ |
| Can the rated current be interrupted | √ | √ | √ |
| Can the short-circuit current be interrupted | √ | √ | √ |
| Can it withstand short-circuit current | √ | √ | √ |
| Can you achieve remote control? | √ | × | √ |
| Can the short-circuit current be closed? | √ | √ | √ |
| Can the transformer current be interrupted | √ | √ | √ |
Puede verse en la Tabla 1 que, desde la perspectiva de la configuración de protección del transformador de distribución de 10 kv, el rendimiento de protección y el rendimiento operativo del interruptor automático se encuentran en un estado relativamente completo. Sin embargo, en comparación con el modo de configuración fusible, interruptor de carga + protección con fusible, su precio es más alto;
La brecha de rendimiento de protección entre el fusible y el disyuntor no es obvia. Aunque la corriente de falla se puede interrumpir y el precio generalmente se encuentra en un nivel relativamente bajo, el rendimiento de la protección se encuentra en un estado débil y no se puede lograr el control remoto.
Además, debido al proceso áspero de deserción de productos fusibles en el entorno real, la elasticidad del resorte de contacto está en un nivel bajo, y con frecuencia ocurren problemas como la falta de fusión y el tubo del fusible excesivamente largo, lo que resulta en la falla del tubo fusible después de que se haya fundido la masa fundida. Caída en un corto período de tiempo, lo que resulta en una alta tasa de fallas del transformador de distribución;
La combinación de interruptor de carga + fusible puede desconectar la corriente de cortocircuito mientras logra un rendimiento de protección consistente con el rendimiento del interruptor automático, y el precio es mucho más bajo que el del interruptor automático, lo que puede reducir el costo de inversión de capital del transformador de distribución de 10 kv configuración de protección.
Teniendo en cuenta que la fusión del fusible trifásico de la configuración Interruptor de Carga + fusible tiene una diferencia de tiempo, si hay una preapertura de una fase, hará que los otros fusibles bifásicos no se hayan apagado y abierto y actuará el delantero. Esto, a su vez, anima al interruptor de carga a asumir la tarea de cortar la corriente de falla.
Para evitar los problemas anteriores, es necesario comprobar la corriente de transferencia antes de la configuración. Es decir, el objeto es la corriente simétrica trifásica de la etapa de función de conversión del interruptor de carga y fusible. Cuando el valor es inferior a este valor, el fusible es responsable de la interrupción de la corriente monofásica y el interruptor de carga es responsable de la interrupción de la otra corriente bifásica. De lo contrario, todos están rotos por el fusible.
Después de confirmar que la corriente de transferencia es correcta, se puede seleccionar el índice de corriente de transferencia apropiado en un lugar con una altitud inferior a 1000 m, sin explosión, fuego, corrosión química, contaminación severa y vibración severa frecuente a -25 ℃ ~ + 40 ℃ . La corriente en el punto de intersección de la característica de acción de protección del relé de la acción de liberación de excitación y la característica de amperios-segundo del fusible).
Generalmente, es necesario seleccionar un interruptor de carga con un parámetro de corriente de transferencia más alto para reducir el número de acciones del fusible y la frecuencia de reemplazo del fusible, y mejorar el valor técnico y económico.
Por ejemplo, para un transformador S9/850/10, la capacidad nominal es de 630 kVA, la relación de tensión nominal es de 10/0,5 kV y el porcentaje de tensión de impedancia es de 4,5. Si se ignora la impedancia de alto voltaje del sistema, la impedancia del transformador de distribución es: 4.5×102 /(100×0.63)=7.14Ω. Suponiendo que los terminales del lado secundario del transformador están cortocircuitados, la corriente de cortocircuito trifásica máxima en el lado de alta tensión es: 10/(31/2×7.14)=800A.
De acuerdo con la definición de la corriente de transferencia y las características de ruptura del interruptor de carga, se puede controlar dentro del 70% de la corriente de cortocircuito, es decir, la corriente de transferencia real es 800×70%=560A. Se pueden seleccionar interruptores de carga frecuente aislados.
De manera similar, de acuerdo con la capacidad de cortocircuito trifásica del sistema protegido, se puede seleccionar un fusible cuya corriente nominal de fusión sea 1,5 veces o más y 2 veces o menos de la corriente nominal de carga. Generalmente, cuando la capacidad nominal de un transformador de distribución de 10 kv es de 630 kVA, la corriente nominal del fusible es de 63 A.
Del análisis anterior, se puede ver que la combinación de interruptor de carga + fusible no solo puede cumplir con los requisitos operativos de los transformadores de distribución de 10 kv en operación normal y operación de falla, sino que también reduce el costo de los transformadores de distribución de 10 kv y simplifica la estructura de configuración de protección de Transformadores de distribución de 10kv.
Aunque el disyuntor tiene un alto rendimiento de conmutación, su diseño estructural es más complicado, los requisitos de configuración de parámetros son más estrictos y el costo es más alto. La capacidad nominal de interrupción del fusible es pequeña y el límite inferior (20MVA) debe estar por debajo de la capacidad de cortocircuito trifásico del transformador de distribución de 10kv que se va a proteger.
En resumen, luego de años de pruebas de operación, se concluye que el esquema de configuración de protección del transformador de distribución de 10kv es consistente con los principios de acción rápida, confiabilidad, sensibilidad y selectividad. Para las estaciones regionales, el tiempo de operación es de 1 segundo, lo que puede garantizar la estabilidad térmica de los equipos y líneas del sistema de energía de 10 kv. En comparación con la sobrecorriente de tiempo inverso, tiene las ventajas de un pequeño error, tiempo de acción preciso, buena selectividad y fácil configuración, y no hay operación incorrecta después de múltiples acciones, lo que puede garantizar efectivamente la confiabilidad del suministro de energía.
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