Ο 110 kV πετρελαίου-βυθισμένος τριφασικός-μετασχηματιστής διπλής περιέλιξης-με ρύθμιση τάσης εκτός-κυκλώματος (ή μη διεγερμένου) είναι ένα από εκείνα τα κομμάτια του εξοπλισμού που διατηρεί αθόρυβα τη λειτουργία των σύγχρονων συστημάτων ισχύος. Μπορεί να μην έχει μεγάλη προσοχή, αλλά ειλικρινά, το πλέγμα θα δυσκολευόταν χωρίς αυτό. Η κύρια δουλειά του είναι απλή: ανεβάζει ή μειώνει αποτελεσματικά την τάση ενώ χρησιμοποιεί ορυκτέλαιο για μόνωση και ψύξη.
Ο ίδιος ο σχεδιασμός είναι αρκετά απλός. Υπάρχει ένα τύλιγμα υψηλής-τάσης-συνήθως 110 kV-και ένα τύλιγμα χαμηλότερης-τάσης που συνήθως παρέχει ισχύ στα 35 kV, 10,5 kV ή 6,3 kV. Δεδομένου ότι ο εναλλάκτης βρύσης μπορεί να ρυθμιστεί μόνο όταν ο μετασχηματιστής είναι απενεργοποιημένος, συνήθως επιλέγεται για δίκτυα όπου τα επίπεδα τάσης παραμένουν αρκετά σταθερά και δεν παρουσιάζουν πολύ δραματικές διακυμάνσεις.
Ένα βασικό μέρος του ηλεκτρικού δικτύου
Θα δείτε αυτούς τους μετασχηματιστές σε υποσταθμούς παντού, ειδικά σε συστήματα μετάδοσης και διανομής υψηλής τάσης{{0}. Διαχειρίζονται το σημαντικό έργο της μείωσης της ηλεκτρικής ενέργειας από γραμμές μεταφοράς 220kV ή 330kV σε 110kV για τα περιφερειακά δίκτυα και μερικές φορές ακόμη χαμηλότερα για την τοπική διανομή.
Σε αυτά βασίζονται και οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής. Χωρίς αυτούς τους μετασχηματιστές, η ασφαλής μεταφορά παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο θα ήταν πολύ πιο περίπλοκη.
Ένας λόγος που χρησιμοποιούνται τόσο ευρέως είναι η ευελιξία. Είναι διαθέσιμα σε πολλά διαφορετικά εύρη χωρητικότητας, από λίγα μόνο MVA μέχρι αρκετές δεκάδες MVA. Επομένως, είτε πρόκειται για μια πολυσύχναστη αστική περιοχή είτε για ένα απομακρυσμένο αγροτικό δίκτυο, συνήθως υπάρχει ένα μοντέλο που ταιριάζει στη δουλειά.
Η σχεδίαση-βυθισμένη στο λάδι έχει επίσης πολλά πρακτικά πλεονεκτήματα. Το ορυκτέλαιο ψύχει αποτελεσματικά τον πυρήνα και τις περιελίξεις, συμβάλλει στη μείωση των απωλειών ενέργειας και ακόμη διατηρεί τον θόρυβο λειτουργίας σχετικά χαμηλό. Επιπλέον, αυτοί οι μετασχηματιστές έχουν ισχυρή αντίσταση βραχυκυκλώματος-, η οποία είναι ένα τεράστιο πλεονέκτημα για υπαίθριους υποσταθμούς όπου η αξιοπιστία έχει μεγαλύτερη σημασία από οτιδήποτε άλλο.
Και για να είμαστε δίκαιοι, έχουν κατασκευαστεί για να διαρκούν. Με την κατάλληλη συντήρηση, δεν είναι ασυνήθιστο για μία από αυτές τις μονάδες να παραμείνει σε λειτουργία για 30 ή περισσότερα χρόνια.
Η βαριά βιομηχανία εξαρτάται από αυτούς
Εκτός των υποσταθμών κοινής ωφέλειας, αυτοί οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό και σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Τα χαλυβουργεία, τα χημικά εργοστάσια, τα ορυχεία και οι μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής χρειάζονται σταθερή ισχύ μέσης-τάσης για κινητήρες, αντλίες και εξοπλισμό παραγωγής. Αυτοί οι μετασχηματιστές χειρίζονται αυτή τη ζήτηση μέρα με τη μέρα.
Εάν απαιτούνται προσαρμογές τάσης, οι χειριστές μπορούν απλώς να αλλάξουν τις ρυθμίσεις βρύσης κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων τερματισμών λειτουργίας. Δεν είναι τόσο φανταχτερό όσο κατά την αλλαγή της βρύσης-φόρτωσης, σίγουρα, αλλά είναι αξιόπιστο και πολύ πιο εύκολο στη συντήρηση.
Οι σιδηροδρομικές μεταφορές είναι μια άλλη σημαντική εφαρμογή. Τα-σιδηροδρομικά συστήματα υψηλής ταχύτητας και τα δίκτυα μετρό χρησιμοποιούν αυτούς τους μετασχηματιστές σε υποσταθμούς έλξης για την παροχή της σωστής τάσης λειτουργίας για τα τρένα. Εμφανίζονται επίσης σε αεροδρόμια, λιμάνια και μεγάλα κέντρα δεδομένων όπου η αξιόπιστη ισχύς είναι απολύτως κρίσιμη.
Τα έργα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας τα χρησιμοποιούν επίσης. Στα αιολικά και ηλιακά πάρκα, βοηθούν στην αύξηση της παραγόμενης τάσης πριν συνδεθεί η ηλεκτρική ενέργεια στο κύριο δίκτυο.
Γιατί τα Utilities εξακολουθούν να τα προτιμούν
Υπάρχει λόγος που αυτοί οι μετασχηματιστές παραμένουν τόσο δημοφιλείς ακόμα και όταν εμφανίζονται νεότερες τεχνολογίες. Προσφέρουν μια πραγματικά σταθερή ισορροπία μεταξύ απόδοσης, ανθεκτικότητας και κόστους.
Σε σύγκριση με τους μετασχηματιστές ξηρού-τύπου, οι μονάδες βυθισμένης σε λάδι- γενικά χειρίζονται καλύτερα τις συνθήκες υπερφόρτωσης και αποδίδουν πιο αξιόπιστα σε περιβάλλοντα υψηλής- θερμοκρασίας. Η απόδοση μόνωσής τους είναι εξαιρετική, τα επίπεδα μερικής εκφόρτισης παραμένουν χαμηλά και μηχανικά είναι αρκετά ανθεκτικά.
Ένα άλλο πράγμα που εκτιμούν οι χειριστές είναι η αποτελεσματικότητα. Οι χαμηλότερες απώλειες λειτουργίας κατά τη διάρκεια ζωής του μετασχηματιστή μπορούν να μεταφραστούν σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. Και όταν μιλάτε για χρηστικά συστήματα ενέργειας κλίμακας-, αυτές οι εξοικονομήσεις αθροίζονται γρήγορα.
Φυσικά, κανένας μετασχηματιστής δεν είναι εντελώς δωρεάν- χωρίς συντήρηση. Το μονωτικό λάδι πρέπει να παρακολουθείται τακτικά για υγρασία, συσσώρευση αερίου και μόλυνση. Η προστασία του περιβάλλοντος είναι επίσης σημαντική, επομένως τα κατάλληλα συστήματα περιορισμού λαδιού είναι απαραίτητα σε περίπτωση διαρροών.
Ωστόσο, οι σύγχρονες συσκευές προστασίας κάνουν αυτούς τους μετασχηματιστές πιο ασφαλείς από ποτέ. Εξοπλισμός όπως τα ρελέ Buchholz, τα συστήματα παρακολούθησης θερμοκρασίας και οι συσκευές προστασίας πίεσης βοηθούν τους χειριστές να εντοπίζουν έγκαιρα προβλήματα-προτού μετατραπούν σε σοβαρές βλάβες.
Κοιτάζοντας προς το Μέλλον
Καθώς τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας γίνονται πιο έξυπνα και η ανανεώσιμη ενέργεια συνεχίζει να επεκτείνεται, αυτοί οι μετασχηματιστές εξελίσσονται μαζί με τη βιομηχανία. Οι κατασκευαστές βελτιώνουν τα βασικά υλικά, τα συστήματα στεγανοποίησης και τις τεχνολογίες μόνωσης για να αυξήσουν την απόδοση και να μειώσουν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Σε πλέγματα με πολύ μεταβλητά φορτία, οι-εναλλάκτες φόρτωσης έχουν σίγουρα πλεονεκτήματα. Αλλά για εφαρμογές όπου οι συνθήκες τάσης παραμένουν σχετικά σταθερές, οι μετασχηματιστές που αλλάζουν -κλειόμενο κύκλωμα- εξακολουθούν να είναι μια πολύ πρακτική επιλογή. Είναι απλούστερα, φθηνότερα στη συντήρηση και ειλικρινά, εξαιρετικά αξιόπιστα.
Στο τέλος της ημέρας, ο μετασχηματιστής διπλής περιέλιξης 110 kV πετρελαίου-βυθισμένος-είναι ένα από αυτά τα μηχανήματα πίσω--που κάνουν δυνατή τη σύγχρονη ζωή. Δεν είναι φανταχτερός εξοπλισμός και οι περισσότεροι άνθρωποι δεν το παρατηρούν ποτέ σε υποσταθμό. Αλλά είτε τροφοδοτεί πόλεις, εργοστάσια, σιδηροδρομικά συστήματα ή μονάδες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, διατηρεί την ηλεκτρική ενέργεια να κινείται με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα κάθε μέρα.
