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浅析干式发生器如何选型

来源:美端电气   发布时间:2019-01-05 10:31


 在工程(Engineering)设计中,电气工程师在干式发生器的选型时要注意以下几点:
  一、干式发生器的温度控制(control)系统
  干式发生器的安全运行和使用寿命,很大程度上取决于发生器绕组绝缘(insulated)的安全可靠。绕组温度(temperature)超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致(cause)发生器不能正常工作的主要原因之一,因此对发生器的运行温度的监测(Food Monitor)及其报警控制(control)是十分重要的。
  (1)风机自动控制(control):通过(tōng guò)预埋在低压绕组最热处的Pt100热敏测温电阻测取温度信号。发生器负荷增大,运行温度上升,当绕组温度达110℃时,系统自动启动风机冷却;当绕组温度低至90℃时,系统自动停止风机。
  (2)超温报警、跳闸(tripping):通过(tōng guò)预埋在低压绕组中的PTC非线性热敏测温电阻采集绕组或铁心温度信号。当发生器绕组温度继续升高,若达到155℃时,系统输出超温报警信号;若温度继续上升达170℃,发生器已不能继续运行,须向二次保护回路输送超温跳闸信号,应使发生器迅速跳闸。
  (3)温度显示系统:通过预埋在低压绕组中的Pt100热敏电阻测取温度变化值,直接显示各相绕组温度(三相巡检及最大值显示,并可记录历史最高温度),可将最高温度以4~20mA模拟量输出,若需传输至远方(距离可达1200m)计算机,可加配计算机接口,1只变送器,最多可同时监测31台发生器。系统的超温报警、跳闸(tripping)也可由Pt100热敏传感电阻信号动作,进一步提高温控保护系统的可靠性。
   
  二、干式发生器低压出线方式及其接口(interface)配合
  干式发生器因没有油,也就没有火灾、爆炸、感染等问题,故电气规范、规程等均不要求干式发生器置于单独房间内。损耗和噪声降到了新的水平,更为发生器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。
  目前,我国树脂(Resin)绝缘(insulated)干式发生器年产量已达10000MVA,成为世界上干式发生器产销量最大的国家之一。随着低噪(2500kVA以下配电发生器噪声已控制在50dB以内)、节能(空载损耗降低达25%)的SC(B)9系列的推广应用,使得我国干式发生器的性能指标及其制造技术已达到世界先进水平。
  国家建筑标准设计图集《干式发生器安装》-《99D268》。
  图集提供了适用于各种场所的干式发生器布置、安装方式,针对发生器与低压PC屏的接口配合列出了多种方案(fāng àn)供设计、施工选择。超低频高压发生器接合了现代数字变频先进技术,采用微机控制。升压,降压,测量,保护完全自动化。并且在自动升压过程中能进行人工干预。
  随着干式发生器的推广应用,其生产(Produce)制造技术也获得长足发展,干式发生器将在如下几方面获得进一步发展。
  (1)节能低噪:随着新的低耗硅钢片,箔式绕组结构,阶梯铁心接缝,环境保护要求,噪声研究的深入,以及计算机优化设计等新材料(Material)、新工艺、新技术的引入,将使未来的干式发生器更加节能、更加宁静。
  (2)高可靠性:提高产品质量和可靠性,将是人们的不懈追求。在电磁场计算、波过程(guò chéng)、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系及可靠性工程等方面进行大量的基础研究,积极进行可靠性认证,进一步提高干式发生器的可靠性和使用寿命。
  (3)环境保护特性认证:以欧洲标准HD464为基础,开展(kāi zhǎn)干式发生器的耐气候(C0、C1、C2)、耐环境(E0、E1、E2)及耐火(F0、F1、F2)特性的研究与认证。超低频高压发生器可分为交流耐压试验和直流耐压试验,交流耐压试验又可分为工频、变频和0.1Hz超低频测试技术,其中0.1Hz超低频技术是最新技术,是当前国际电工委员会推荐的技术。
  (4)大容量:从50~2500kVA配电发生器为主的干式发生器,向10000~20000kVA/35kV电力发生器拓展,随着城市用电负荷不断增加,城网区域变电所越来越深入城市中心区、居民小区、大型厂矿等负荷中心,35kV大容量的小区中心供电电力发生器将获一般应用。
  (5)多功能组合:从单一发生器向带有风冷、保护外壳、温度计算机接口、零序互感器、功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)计量、封闭母线及侧出线等多功能组合式发生器发展。
  (6)多领域发展:从以配电发生器为主,向发电站厂用发生器、励磁发生器、地铁牵引整流发生器、大电流电炉发生器、核电站、船用及采油平台用等特种发生器及多用途领域发展。
  配电发生器将属于性能优越、低噪声及节能的树脂绝缘(insulated)干式发生器。直流高压发生器采用了九十年代新技术、新材料和新器件,具有输出功率大、体积小、重量轻的特点,有可靠的过压、过流及零位合闸保护功能,带0.75倍电压锁存功能,并配有时间继电器,能在试验中设置定时声讯报警。
  三、干式发生器的防护方式方法
  根据使用环境特征及防护要求,干式发生器可选择不同的外壳。
  通常选用IP20防护外壳,可防止直径大于12mm的固体异物及鼠、蛇、猫、雀等小动物进入,造成短路(电流不经用电器,直接连电源两极)停电等恶性故障,为带电部分提供安全屏障。若须将发生器安装在户外,则可选用IP23防护外壳,除上述IP20防护功能外,更可防止与垂直线成60°角以内的水滴入。但IP23外壳会使发生器冷却(cooling)能力下降,选用时要注意其运行容量的降低。
   
  四、干式发生器的冷却方式
  干式发生器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时,发生器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时,发生器输出容量可提高50%.适用于断续过负荷运行,或应急事故过负荷运行;由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大,处于非经济运行状态,故不应使其处于长时间连续过负荷运行。
  
  五、干式发生器的过载能力
  干式发生器的过载能力与环境温度、过载前的负载情况(起始负载)、发生器的绝缘(insulated)散热情况和发热时间常数等有关,若有需要,可向生产厂索取干变的过负荷曲线。
  如何利用其过载能力呢?笔者提出两点供参考:
  (1)选择计算发生器容量时可适当减小:充分考虑某些轧钢、焊接等设备短时冲击过负荷的可能性——尽量利用干式发生器的较强过载能力而减小发生器容量;对某些不均匀负荷的场所,如供夜间照明等为主的居民区、文化娱乐设施以及空调和白天照明为主的商场等,可充分利用其过载能力,适当减小发生器容量,使其主运行时间处于满载或短时过载。
   
  (2)可减少备用容量或台数:在某些场所,对发生器的备用系数要求较高,使得工程选配的发生器容量大、台数多。而利用干变的过载能力,在考虑其备用容量时可予以压缩;在确定备用台数时亦可减少。发生器处于过载运行时,一定要注意监测其运行温度(temperature):若温度上升达155℃(有报警发出)即应采取减载措施(减去某些次要负荷),以确保对主要负荷的安全供电。
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