מהו שנאי 11kV שקוע בשמן? מדריך יסודות מלא

1. הגדרה של שנאי טבול בשמן 11kV

שנאי שקוע בשמן 11kV הוא מכונה חשמלית סטטית המורידה 11 קילו-וולט (11,000 וולט) זרם חילופין-בינוני (AC) למתח ניצול נמוך יותר - לרוב 400V/230V תלת--פאזי - תוך שמירה על אותו תדר.

המונחשמן טבולמציין שהחלקים הפעילים של השנאי (הליבה והפיתולים) שקועים במלואם בשמן מינרלי מבודד בתוך מיכל פלדה אטום. השמן מבצע שני תפקידים חיוניים:

בידוד חשמלי: זה משפר חוזק דיאלקטרי בין פיתולים ובין פיתולים למיכל.

קירור בינוני: הוא סופג חום שנוצר על ידי הפסדי ליבה ומתפתלים ומפזר אותו דרך משטח הטנק והרדיאטורים.

דירוג המתח הראשי של 11kV הוא אחת מרמות מתח ההפצה הסטנדרטיות המשמשות במדינות רבות ברחבי אסיה, אפריקה ואירופה.

2. עקרון עבודה בסיסי

כמו כל השנאים, היחידה הטבולה בשמן 11kV פועלתחוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי.

כאשר מתח חילופין מופעל על הפיתול הראשוני (צד 11kV), הוא מייצר שטף מגנטי לסירוגין בליבת פלדת סיליקון למינציה. השטף המשתנה הזה מקשר עם הפיתול המשנית וגורם לכוח אלקטרו-מוטורי (EMF) בהתאם ליחס הסיבובים:

V₁ / V₂ = N₁ / N₂

אֵיפֹה:

V₁=מתח ראשי (11kV)

V₂=מתח משני (למשל, 0.4kV)

מספר N₁=של סיבובים ראשיים

מספר N₂=של סיבובים משניים

מכיוון ש-N₁ > N₂ בשנאי הפצה-למטה, הקלט של 11kV מופחת למתח פלט נמוך יותר המתאים לשימוש ישיר על ידי הצרכנים.

3. רכיבים עיקריים של שנאי טבול בשמן 11kV

3.1 ליבה מגנטית

הליבה בנויה מיריעות פלדת סיליקון דקיקות ולמינציה-למינציה כדי למזער אובדן זרם מערבולת והיסטרזיס. מבני ליבה נפוצים כוללים:

סוג ליבה: פיתולים מקיפים את איברי הליבה, אופייניים לשנאי הפצה.

סוג מעטפת: ליבה מקיפה את הפיתולים, המשמשת ליישומי זרם-נמוכים מיוחדים-גבוהים.

3.2 פיתולים

פיתול-מתח גבוה (HV).: מיועד לכניסת 11kV, עשוי מוליכי נחושת או אלומיניום עם מספר סיבובים.

פיתול מתח- נמוך (LV).: מיועד לפלט של 400V/230V, עם פחות סיבובים אך שטח מוליך גדול יותר- כדי להתמודד עם זרמים גבוהים יותר. פיתולים מבודדים בנייר, לוח דפוס וחומרים דיאלקטריים אחרים לפני הטבילה בשמן.

3.3 מיכל שמן

מיכל פלדה אטום מחזיק את שמן השנאי ומגן על רכיבים פנימיים מפני רטיבות, אבק ונזק מכני. משטח המיכל הוא לעתים קרובות גלי או מצויד ברדיאטורים כדי להגדיל את שטח פיזור החום.

3.4 טנק קונסרבטור

המותקן על גבי המיכל הראשי ומחובר באמצעות צינור, הקונסרבטור מאפשר התרחבות והתכווצות שמן בידוד הנגרמת כתוצאה משינויי טמפרטורה, מונע הצפת שמן והפחתת מגע עם אוויר.

3.5 תותב

תותבי חרסינה או מרוכבים מספקים -הזנה חשמלית מבודדת לחיבורי HV ו-LV בין הפיתולים הפנימיים וקווי מתח חיצוניים. הצד של 11kV HV משתמש בתותבים בדירוג- גבוה יותר מאשר הצד LV.

3.6 הקש על מחליף

רוב שנאי הפצה של 11kV כוללים מחליף ברזים כבוי- במעגל ה-HV, בדרך כלל עם ברזי מתח של ±2×2.5% או ±5%. היא מאפשרת התאמת יחס המתח במהלך-תנאי אנרגיה כדי לפצות על תנודות מתח המערכת.

3.7 התקני הגנה

ממסר בוכהולץ: גז- ונפט-זרימת-ממסר המופעל שמזהה תקלות פנימיות כגון קשתות והתמוטטות בידוד.

שסתום שחרור לחץ: משחרר לחץ פנימי עודף במהלך תקלות פנימיות חמורות כדי למנוע פריצת מיכל.

מחוון מפלס שמן: מציג את מפלס השמן בקונסרבטור.

מחווני טמפרטורה: עקוב אחר טמפרטורת הסלילה וה-שמן העליונות.

4. למה 11kV? משמעות רמת המתח

אחד עשר קילו-וולט הוא מתח חלוקה ראשוני סטנדרטי שנבחר לאיזון אופטימלי בין:

יעילות הילוכים: מתח גבוה יותר מפחית את זרם הקו ואיבודי I²R מעל מזיני הפצה.

בטיחות ועלות: 11kV נמוך ממתחי השידור התת-(33kV, 66kV), מה שמפחית את עלויות הבידוד, דרישות המרווח וסיכונים בטיחותיים באזורים מיושבים.

סטנדרטיזציה של רשתות: זה מתיישב עם קודי הרשת הלאומיים באזורים רבים, ומפשט את ההחלפה והתחזוקה של הציוד.

מתחים משניים נפוצים בשילוב עם ראשוניים של 11kV כוללים 400V (שלושה-קו-ל-קו) ו-230V (חוד-קו-ל-נייטרלי), התואמים מתחי ניצול סטנדרטיים.

5. רובוטריקים טבולים בשמן לעומת סוג יבש

表格

עבור עמודים חיצוניים-מותקנים, רפידים-ותחנות משנה, העיצוב השקוע בשמן נשאר דומיננטי בשל הקירור המעולה שלו, העלות הנמוכה יותר והאמינות המוכחת-לטווח ארוך.

6. מפרטים טכניים מרכזיים

פרמטרים אופייניים לשנאי הפצה סטנדרטי 11kV טבול שמן כוללים:

מתח ראשוני: 11kV (11,000V) ± ברזים

מתח משני: 0.4kV / 0.23kV (400V / 230V)

תֶדֶר: 50Hz או 60Hz בהתאם לאזור

שָׁלָב: תלת פאזי (הנפוץ ביותר) או חד פאזי

דירוגי כוח: 50kVA, 100kVA, 200kVA, 315kVA, 500kVA, 630kVA, 1000kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA

קבוצת וקטור: Dyn11 (הנפוץ ביותר להפצה)

שיעור קירור: ONAN (Oil Natural Air Natural) כסטנדרט; ONAF ליחידות גדולות יותר

קטגוריות הפסד: מוגדר על ידי תקנים כגון IEC 60076, GB/T 6451, כולל אי-אובדן עומס ואובדן עומס

מתח עכבה: בדרך כלל 4% עבור דירוגי הפצה

7. יישומים אופייניים

שנאים טבולים בשמן 11kV נמצאים במגוון רחב של תרחישים:

חלוקה למגורים: שנאים-מורכבים על עמוד המספקים שכונות וכפרים.

מבנים מסחריים: קניונים, משרדים ובתי מלון.

מתקנים תעשייתיים: מפעלים, סדנאות ואתרי כרייה.

חשמול כפרי: אזורים מרוחקים עם קווי 11kV עיליים.

אנרגיה מתחדשת: חיבור רשת של חוות סולאריות קטנות וטורבינות רוח.

תַשׁתִית: תאורת רחוב, תחנות שאיבת מים וכוח עזר לרכבת.

8. יסודות התקנה ותחזוקה

שיקולי התקנה

בחר מיקום-מאוורר היטב נקי מגזים מאכלים ואבק מוגזם.

ודא בסיס תקין המסוגל לתמוך במלוא משקלה של היחידה המלאה בשמן-.

שמור על מרחקי מרווח בטוחים ממסופי 11kV חיים לפי קודי חשמל מקומיים.

בצע סינון וייבוש שמן לפני הפעלת שנאי חדש או מאוחסן.

תחזוקה שוטפת

בדיקה ויזואלית: בדוק אם יש נזילות שמן, קורוזיה ותותבים פגומים.

ניטור מפלס השמן: לשמור על רמה נאותה בקונסרבטור.

בדיקת איכות שמן: בדוק מעת לעת חוזק דיאלקטרי, תכולת לחות וחומציות; לסנן או להחליף שמן לפי הצורך.

ניטור טמפרטורה: עקוב אחר-טמפרטורות השמן וההתפתלות העליון תחת עומס.

בדיקות אטימות: בדוק אטמים, אטמים וחיבורים מוברגים.

בדיקת מכשירי הגנה: בדוק את ממסר Buchholz, שסתום שחרור לחץ ומחווני טמפרטורה.

עם תחזוקה נאותה, שנאי שקוע בשמן 11kV יכול לפעול בצורה מהימנה במשך 30 שנים או יותר.

9. היבטי בטיחות ואיכות הסביבה

בטיחות אש: שמן מינרלי דליק; להתקין מחסומי אש ולשמור מטפים זמינים עבור תחנות משנה חיצוניות.

מניעת דליפת שמן: השתמש בחבילות בלימה או במחבתות שמן כדי לתפוס דליפות ולמנוע זיהום אדמה ומים.

רְשׁוּת: יש לטפל בשמן שנאי פסולת כפסולת מסוכנת ולמחזר או להיפטר בהתאם לתקנות איכות הסביבה.

חי בעבודה: 11kV מהווה סכנת התחשמלות חמורה; תמיד פעל לפי נוהלי הנעילה/הסרה והשתמש בציוד מגן מתאים.

10. סיכום

השנאי השקוע בשמן 11kV הוא אבן יסוד ברשתות הפצת חשמל מודרניות. הוא מוריד ביעילות את הספק המתח הבינוני- לרמות ניצול בטוחות, תוך שימוש בשמן מבודד הן לבידוד דיאלקטרי והן לקירור תרמי. המבנה החזק שלו, האמינות המוכחת והעלות האפקטיבית- הופכים אותו לבחירה המועדפת עבור תחנות חלוקה חיצוניות, התקנות מותקנות על מוטות- ואספקת חשמל תעשייתית ברחבי העולם.

הבנת עקרון העבודה, הרכיבים, המפרטים ודרישות התחזוקה שלו חיונית למהנדסי חשמל, מפעילי שירות ומנהלי מתקנים האחראים לאספקת חשמל בטוחה ורציפה.