Сухие трансформаторы
В условиях непрерывной урбанизации и устойчивого роста промышленного спроса на электроэнергию в Китае стабильность и безопасность энергосистемы стали критически важными для обеспечения нормального функционирования общества. В этом контексте сухие трансформаторы, благодаря своим значительным преимуществам, таким как отсутствие масла, огнестойкость, взрывозащищенность и экологичность, постепенно вытеснили традиционные масляные трансформаторы и широко используются в различных сценариях распределения электроэнергии среднего и высокого напряжения. Особенно в высотных зданиях, системах метро, ??центрах обработки данных, больницах и торговых комплексах, где требования к безопасности чрезвычайно высоки, сухие трансформаторы стали предпочтительным оборудованием.
В высоковольтных системах передачи электроэнергии измерительные трансформаторы, как основные компоненты для учета энергии и релейной защиты, выполняют важную задачу преобразования высокого напряжения и больших токов в сигналы низкого напряжения и малых токов.
В практических инженерных приложениях согласование сухих трансформаторов и трансформаторов представляет собой не просто физическое соединение, а процесс, включающий многомерную совместную оптимизацию электрических параметров, монтажного пространства, уровня изоляции и тепловых характеристик. В сухих трансформаторах обычно используются изоляционные структуры из эпоксидной смолы или бумаги Nomex, обладающие хорошими возможностями подавления частичных разрядов, но температура их обмоток быстро повышается, что предъявляет более высокие требования к конструкции теплоотвода согласующих трансформаторов.
В качестве примера рассмотрим крупный проект городского железнодорожного транспорта. На этой линии в качестве основного оборудования тяговых подстанций используются сухие трансформаторы на 35 кВ. Каждая подстанция оснащена четырьмя сухими трансформаторами мощностью 1600 кВА, обеспечивающими электропитание различных участков. На высоковольтной стороне каждого трансформатора установлены трехфазные интегральные электромагнитные трансформаторы напряжения и двухвитковые трансформаторы тока для обеспечения контроля напряжения на шинах, сбора данных о токе фидера и функций дифференциальной защиты. В связи с чрезвычайно высокими требованиями к непрерывности электроснабжения в системах железнодорожного транспорта, контроль повышения температуры сухих трансформаторов и долговременная стабильность трансформаторов становятся ключевыми проектными задачами.
Технические проблемы и решения: оптимизированная конструкция для сложных условий эксплуатации
С углублением строительства ?цифровых сетей? и ?умных подстанций? интеграция сухих трансформаторов и измерительных трансформаторов развивается в направлении цифровизации и сетевого взаимодействия. Новые интеллектуальные сухие трансформаторы, как правило, имеют встроенные модули связи IoT, которые могут загружать ключевые параметры, такие как температура обмотки, частичный разряд и коэффициент нагрузки, на облачную платформу; в то время как интеллектуальные электронные измерительные трансформаторы (EVT/ECT) передают цифровые сигналы по оптическим волокнам, полностью устраняя такие проблемы, как старение кабеля и затухание сигнала, вызванные традиционными аналоговыми выходами. Этот полностью цифровой интерфейс не только повышает частоту дискретизации данных и точность синхронизации, но и поддерживает удаленную проверку и онлайн-оценку состояния.
В сценариях передачи электроэнергии высокого напряжения эти два подхода обеспечивают бесшовную интеграцию благодаря единому протоколу передачи данных, создавая основу для прогнозирования неисправностей, прогнозирования нагрузки и оптимизации энергоэффективности.
Для достижения цели ?двойного углеродного баланса? технологические инновации в сухих трансформаторах и измерительных трансформаторах будут по-прежнему сосредоточены на энергосбережении, сокращении выбросов и устойчивом производстве.
Например, сухие трансформаторы с сердечниками из аморфных сплавов могут снизить потери холостого хода более чем на 60%; в то время как изоляционные системы на основе экологически чистых газов (таких как N? и C?F?) заменяют традиционный гексафторид серы (SF?), что еще больше сокращает выбросы парниковых газов. В то же время широко внедряются концепции модульного проектирования, позволяющие объединять трансформаторы и измерительные трансформаторы в стандартные блоки по мере необходимости, сокращая циклы монтажа на объекте и снижая эксплуатационные расходы.
Обновления национальных стандартов GB/T 17468-2022 ?Руководство по выбору сухих силовых трансформаторов? и DL/T 725-2023 ?Общие технические условия для силовых измерительных трансформаторов? также обеспечивают более четкие технические рекомендации по выбору оборудования и системной интеграции, способствуя стандартизации и высококачественному развитию отрасли.