Máy biến áp gắn cực

Máy biến áp gắn cựclà máy biến áp phân phối được thiết kế để lắp đặt trên các cột điện. Hầu hết các đơn vị sử dụng mộtlõi và cuộn dây ngâm trong chất lỏngđựng trong thùng thép kín. Máy biến áp một pha thường có thùng hình trụ được cố định vào cột bằng giá đỡ, trong khi hệ thống lắp đặt ba pha có thể sử dụng một máy biến áp ba pha hoặc một dãy ba máy một pha.

Máy biến áp gắn trên cột giảm điện áp trung thế xuống mức điện áp thấp hơn theo yêu cầu của phụ tải dân dụng, nông nghiệp, thương mại và công nghiệp nhẹ. Chúng thường được lắp đặt dọc theo mạng lưới phân phối trên cao để cung cấp điện cho từng tòa nhà hoặc nhiều địa điểm được kết nối với một lộ phân phối.

Bao gồm các cấu hình phổ biến5–167 kVA cho máy biến áp một phaVà30–315 kVA cho máy biến áp ba pha, với định mức điện áp sơ cấp được chọn để phù hợp với mạng lưới phân phối. Hiện có sẵn dầu khoáng và chất lỏng cách điện gốc este, cùng với các cách bố trí ống lót, thiết bị bảo vệ và kết cấu lắp đặt khác nhau.

Máy biến áp phân phối gắn trên cột được sản xuất theo các cấu hình cơ và điện khác nhau để phù hợp vớiMạng phân phối ANSI/IEEE và IEC. Công suất, tỷ số điện áp, mức cách điện và cách bố trí lắp đặt được chọn cùng nhau vì máy biến áp phải đáp ứng cả các yêu cầu về điện của bộ cấp nguồn và các giới hạn vật lý của kết cấu đỡ.

Các giá trị được liệt kê đại diện cho cấu hình sản phẩm phổ biến. thực tếđiện áp cuộn sơ cấp, kết nối thứ cấp, mức cách điện, kích thước và trọng lượng vận hànhphụ thuộc vào thiết kế máy biến áp đã chọn.

Giá máy biến áp gắn trên cột thường dao động từ khoảng 800 đến 5.000 USD mỗi chiếccho các cấu hình xuất khẩu thông thường. Máy biến áp một pha nhỏ thường rẻ hơn máy biến áp ba pha lớn hơn với mức điện áp cao hơn và thiết bị bảo vệ bổ sung. Cuộn dây đồng, chất lỏng cách điện este, yêu cầu hiệu suất đặc biệt và các phụ kiện dành riêng cho tiện ích cũng có thể làm tăng giá. Các mô hình lớn hơn hoặc được thiết kế đặc biệt được trích dẫn riêng lẻ.

Máy biến áp gắn trên cột được thiết kế theo tiêu chuẩn áp dụngTiêu chuẩn IEEE hoặc IEC, tùy thuộc vào thị trường đích, tần suất hoạt động, cấp điện áp và yêu cầu tiện ích. Các tiêu chuẩn này bao gồm hiệu suất điện, cách điện, kết cấu cơ khí và thử nghiệm.

IEEE C57.12.20-2023bao gồm các máy biến áp phân phối loại trên không có tần số định mức lên tới 60 Hz500 kVA, với điện áp cao không vượt quá34.5 kV. Đây là phạm vi của tiêu chuẩn, không phải là mức công suất chung cho mọi hệ thống lắp đặt gắn trên cột. Kích thước máy biến áp thực tế tối đa cũng phụ thuộc vào cấu trúc cột, thiết bị lắp đặt và yêu cầu lắp đặt tiện ích.

Đối với các dự án dựa trên IEC, các yêu cầu liên quanDòng sản phẩm IEC 60076quản lý việc thiết kế và thử nghiệm điện.IEC 60076-2giải quyết vấn đề tăng nhiệt độ trong máy biến áp ngâm trong chất lỏng, đồng thờiIEC 60076-3bao gồm các mức cách điện và thử nghiệm điện môi.

Cả hai cấu hình đều được sử dụng trong các hệ thống phân phối trên không, nhưng các kết nối cuộn dây, đặc tính tải và cách bố trí lắp đặt của chúng khác nhau.

Máy biến áp gắn cực một pha

A máy biến áp gắn cực một phathường cung cấp điện một pha cho các tòa nhà dân cư, trang trại, tài sản ở nông thôn và các tải trọng thương mại nhỏ hơn. Xếp hạng phổ biến bao gồm10, 15, 25, 37,5, 50, 75, 100 và 167 kVA, mặc dù các đơn vị nhỏ hơn cũng có sẵn.

Trên mạng phân phối nối đất ở Bắc Mỹ, máy biến áp có thể được kết nối giữa dây dẫn pha và dây trung tính của hệ thống. Ví dụ, một trung chuyển hoạt động ở12,470Y/7,200 Vcó khoảng7.200 V giữa pha và trung tính. Máy biến áp được kết nối theo cách sắp xếp này sử dụng cuộn sơ cấp được định mức cho điện áp pha đến trung tính thích hợp, mặc dù bộ cấp nguồn thường được xác định là hệ thống 12,47 kV.

A Thứ cấp chia pha 120/240 Vcung cấp kết nối 120 V cho hệ thống chiếu sáng và ổ cắm chung, cùng với 240 V cho thiết bị gia dụng có điện áp cao hơn. Các thỏa thuận thứ cấp khác nhau có sẵn cho các yêu cầu phân phối công nghiệp hoặc khu vực.

Việc bố trí ống lót chính phụ thuộc vào kết nối mạng.Thiết kế ống lót đơnđược sử dụng với hệ thống nối đất phù hợp, trong khithiết kế hai ống lótcung cấp hai đầu cuối sơ cấp cách điện cho các ứng dụng yêu cầu cả hai đầu cuộn dây phải được kết nối bên ngoài.

Máy biến áp gắn cực ba pha

A máy biến áp gắn cực ba phacung cấp các tải ba pha như máy bơm nông nghiệp, máy móc nhà xưởng, hệ thống thông gió và lắp đặt điện thương mại.

Một lựa chọn là mộtmáy biến áp ba pha đơnchứa cụm lõi và cuộn dây ba pha hoàn chỉnh trong một thùng. Một cái khác là mộtngân hàng ba máy biến áp, được hình thành bằng cách kết nối ba tổ máy một pha thành một bố trí ba pha thích hợp.

Một bể ba pha duy nhất cung cấp một cụm lắp ráp tích hợp và có thể giảm số lượng các bể riêng biệt và các bộ phận lắp đặt. Một dãy máy biến áp một pha cung cấp khả năng thay thế từng thiết bị riêng lẻ và cho phép các công ty điện lực sử dụng thiết bị một pha được tiêu chuẩn hóa.

Sự lựa chọn ảnh hưởng nhiều hơn đến số lượng xe tăng.Kết nối cuộn dây, cân bằng pha, phối hợp bảo vệ, tổng trọng lượng lắp đặt và yêu cầu điện áp thứ cấpphải tương thích với hệ thống phân phối. Trong một số mạng, bố trí tam giác hở có thể được sử dụng với hai máy biến áp một pha, nhưng công suất và đặc tính tải của nó khác với công suất và đặc tính tải của dãy ba máy biến áp đầy đủ.

Một máy biến áp gắn trên cột điển hình bao gồm mộtlõi từ, cuộn dây cách điện, thùng thép, chất lỏng cách điện, ống lót và phần cứng gắn cột. Cụm lõi và cuộn dây được ngâm trong chất lỏng cách điện, chất lỏng này cung cấp chất cách điện và truyền nhiệt từ các bộ phận hoạt động sang thùng chứa.

Thép điện định hướng hạtthường được sử dụng cho lõi máy biến áp vì đặc tính từ tính của nó giúp kiểm soát tổn thất không tải. Lõi kim loại vô định hình có sẵn trong các thiết kế được lựa chọn trong đó yêu cầu tổn hao lõi thấp hơn. Dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm được sử dụng làm cuộn dây, có cách điện được bố trí để chịu được điện áp làm việc bình thường và các thử nghiệm điện môi quy định.

Thùng thép hỗ trợ tổ hợp hoạt động và bảo vệ nó khỏi độ ẩm và ô nhiễm ngoài trời. Các mối hàn, vòng đệm và miếng đệm ống lót tạo thành một phần của hệ thống chứa chất lỏng. Thiết kế này cũng điều chỉnh những thay đổi về thể tích chất lỏng cách điện khi nhiệt độ hoạt động tăng và giảm.

Ống lót và kết nối bên ngoài

Ống lót điện áp cao cung cấp các kết nối cách điện giữa bộ cấp nguồn trên cao và cuộn dây máy biến áp. Các ống lót điện áp thấp mang điện đến các dây dẫn dịch vụ đi ra.

Ống lót bằng sứ và polymerđược sử dụng theo cấp điện áp, thiết kế thiết bị và yêu cầu tiện ích. Kích thước đầu cuối và vật liệu đầu nối phải phù hợp với các dây dẫn đã chọn, bao gồm cả các kết nối bằng đồng hoặc nhôm nếu được chỉ định.

Bể chứa thường bao gồm các thiết bị nối đất, điểm nâng và giá đỡ. Tùy thuộc vào kiểu máy, các phụ kiện bổ sung có thể bao gồm mộtthiết bị giảm áp, chỉ báo mức dầu, nối ống xả hoặc cung cấp lấy mẫu.

Bảo vệ thông thường và CSP

Máy biến áp gắn cực thông thườngthường dựa vào thiết bị bảo vệ được lắp đặt riêng biệt. Cầu chì cắt chính có thể cách ly máy biến áp trong các điều kiện sự cố được chỉ định, trong khi thiết bị chống sét hạn chế tình trạng quá điện áp nhất thời liên quan đến sét và các sự kiện chuyển mạch.

A Máy biến áp tự bảo vệ hoàn toàn (CSP)kết hợp các chức năng bảo vệ đã chọn vào cụm máy biến áp. Tùy thuộc vào thiết kế, chúng có thể bao gồm mộtcầu chì sơ cấp bên trong, bộ ngắt mạch điện áp thấp và thiết bị chống sét. Một số cấu hình cung cấp tay cầm vận hành bên ngoài hoặc chỉ báo quá tải.

Bố trí bảo vệ CSP khác nhau tùy theo nhà sản xuất, công suất và cấp điện áp. Chúng không loại bỏ nhu cầu đánh giá mức độ lỗi ở thượng nguồn hoặc phối hợp bảo vệ với lộ phân phối.

Hiệu suất điện của máy biến áp gắn trên cột được xác định bởicông suất định mức, tỷ số điện áp, tổn thất, trở kháng ngắn mạch và đặc tính nhiệt.

Mất không tảixảy ra bất cứ khi nào máy biến áp được cấp điện, ngay cả khi không có điện được cung cấp cho thiết bị được kết nối. Nó chủ yếu liên quan đến tổn thất từ ​​tính trong lõi.Mất tảiđược tạo ra bởi dòng điện chạy qua cuộn dây và các cơ cấu tổn thất lạc liên quan, tăng khi tải điện tăng.

Giảm bớt40 W khi không tảiđại diện cho khoảng350 kWh điện/nămđối với một máy biến áp được cấp điện liên tục trong 8.760 giờ. Trên một mạng lưới phân phối có hàng trăm tổ máy được cấp điện liên tục, sự khác biệt về tổn thất lõi có thể có tác động có thể đo lường được đến mức tiêu thụ năng lượng hàng năm.

Công suất điện cũng xác định dòng điện mang theo ở các cực thứ cấp. Ví dụ, mộtMáy biến áp một pha 50 kVA cấp điện 240 Vcó dòng điện thứ cấp định mức xấp xỉ208 A. A Máy biến áp ba pha 100 kVA cung cấp điện áp dây 415 Vmang theo khoảng139 A mỗi dòngở tải cân bằng định mức. Những dòng điện này ảnh hưởng đến việc lựa chọn thiết bị đầu cuối thứ cấp, kích thước dây dẫn và cách bố trí kết nối.

Trở kháng ngắn mạchảnh hưởng đến sụt áp khi có tải và dòng điện sự cố ở phía thứ cấp máy biến áp. Trở kháng thấp hơn thường cho phép dòng điện sự cố kỳ vọng cao hơn, tùy thuộc vào trở kháng của hệ thống phía nguồn. Chỉ riêng giá trị trở kháng đo được không xác định được khả năng chịu ngắn mạch hoàn chỉnh của máy biến áp; thiết kế cơ khí cuộn dây và các yêu cầu chịu đựng áp dụng cũng phải được đáp ứng.

Máy biến áp gắn trên cột thường sử dụnglàm mát ONAN, trong đó nhiệt từ cuộn dây truyền vào chất lỏng cách điện và được giải phóng qua bề mặt bể ra không khí xung quanh mà không cần bơm hoặc quạt.

Khả năng tải liên tục phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, độ tăng nhiệt độ cuộn dây và diện tích bề mặt làm mát. Ở những nơi có nhiệt độ môi trường cao hoặc độ cao lớn, máy biến áp có thể yêu cầu thiết kế nhiệt hoặc thông số vận hành khác để duy trì các giới hạn nhiệt độ quy định.

Việc sản xuất máy biến áp bắt đầu bằng việccụm lõi và cuộn dây. Các lớp lõi được xếp chồng lên nhau và cố định để duy trì các đặc tính từ tính cần thiết, trong khi các cuộn dây được tạo thành với vị trí dây dẫn được kiểm soát, độ dày cách điện và khe hở điện.

Các cuộn dây và lớp cách điện đã lắp ráp được làm khô trước khi đổ dầu. Độ ẩm còn lại trong lớp cách điện rắn có thể làm giảm độ bền điện môi và góp phần làm hư hỏng lớp cách điện trong quá trình vận hành. Do đó, quá trình làm khô và làm đầy chất lỏng có liên quan chặt chẽ đến hiệu suất cách điện lâu dài của máy biến áp.

cácbể thépđược chế tạo và hàn trước khi lắp đặt cụm hoạt động và các phụ kiện quy định. Các mối hàn, ống lót, miếng đệm và kết nối nắp được kiểm tra tính toàn vẹn cơ học và độ rò rỉ. Sau đó, bể được hoàn thiện bằng hệ thống sơn thích hợp cho môi trường lắp đặt.

Sau khi lắp ráp,thí nghiệm điện nhà máyđoĐiện trở cuộn dây, tỷ số điện áp, mối quan hệ phân cực hoặc pha, tổn thất không tải, tổn thất tải và trở kháng ngắn mạch. Các thử nghiệm điện môi xác minh hệ thống cách điện theo các yêu cầu về điện được chỉ định.

Thử nghiệm theo các phương pháp áp dụng củaIEEE C57.12.90hoặcIEC 60076có thể được bổ sung bằng các kiểm tra bổ sung cần thiết cho dự án. Các thử nghiệm về độ tăng nhiệt, xung sét và khả năng chịu ngắn mạch được giải quyết thông qua các yêu cầu về thiết kế hoặc thử nghiệm điển hình hiện hành và không được lặp lại tự động trên mọi thiết bị được sản xuất.

Việc kiểm tra cuối cùng cũng xem xétlớp hoàn thiện bể chứa, ống lót, giá đỡ, kết nối nối đất, bảng tên và các phụ kiện lắp đặt. Hồ sơ kiểm tra điện và chi tiết nhận dạng được liên kết với số sê-ri máy biến áp tương ứng.

Trọng lượng vận hành của máy biến áp gắn trên cột bao gồmthùng chứa, lõi và cuộn dây, chất lỏng cách điện và các phụ kiện lắp đặt. Trọng lượng này tác dụng lên cột thông qua giá đỡ hoặc bệ đỡ.

Một thiết bị một pha nhỏ có thể được lắp trực tiếp vào cột bằng cách bố trí móc treo phù hợp. Máy biến áp lớn hơn và hệ thống lắp đặt ba pha có thể yêu cầu thanh ngang, bệ hoặc kết cấu đỡ hai cực. Thiết kế cơ khí phải tính đến trọng lượng của thiết bị, hình dạng lắp đặt và tải trọng môi trường.

Việc lắp đặt ngoài trời cũng khiến máy biến áp gặp phải các điều kiện ảnh hưởng đến cách điện và tuổi thọ sử dụng.

Khoảng cách điệnphụ thuộc vào điện áp hệ thống, cách bố trí các dây dẫn gần đó và các yêu cầu về tiện ích cục bộ. Ống lót, bộ phận cắt cầu chì và thiết bị chống sét cần được tách biệt hoàn toàn khỏi thiết bị mang điện liền kề và các kết cấu nối đất.

Tải trọng gió, băng và địa chấn, nếu có thể, sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc đỡ và phần cứng lắp đặt. Những vị trí có chim hoặc động vật hoang dã khác có thể yêu cầu vỏ ống lót cách nhiệt và các bộ phận bảo vệ động vật hoang dã bổ sung để giảm các lỗi liên quan đến tiếp xúc.

Đối với các vị trí ven biển, muối trong không khí có thể đẩy nhanh quá trình hư hỏng của thép và phụ kiện lộ ra ngoài. Hệ thống sơn được thiết kế để đáp ứngIEEE C57.12.30có thể được chỉ định cho thiết bị gắn trên cột phù hợp, cùng với phần cứng chống ăn mòn thích hợp.

Nhiệt độ môi trường cao, tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và hạn chế chuyển động của không khí có thể làm tăng nhiệt độ vận hành máy biến áp. Độ cao của địa điểm cũng là một yếu tố cần cân nhắc khác vì mật độ không khí giảm ảnh hưởng đến khả năng tản nhiệt và hiệu suất cách nhiệt bên ngoài.

Các điều kiện lắp đặt này ảnh hưởng đến sự phù hợp của toàn bộ bố trí máy biến áp, ngay cả khi kVA yêu cầu và định mức điện áp là chính xác.

Máy biến áp gắn trên cột được sử dụng chủ yếu trong các mạng phân phối códây dẫn trung thế trên không, đặc biệt khi không gian thiết bị trên mặt đất bị hạn chế hoặc tải được phân bổ trên một khu vực rộng lớn.

Phân bố dân cư nông thônthường sử dụng các thiết bị một pha để cung cấp điện cho từng ngôi nhà, nhóm nhà và các tòa nhà cộng đồng. Các máy biến áp định vị dọc theo đường dây trung thế cho phép các dây dẫn dịch vụ điện áp thấp hơn tiếp cận các khách hàng ở gần mà không cần kéo dài một mạch điện áp thấp ra một khoảng cách quá xa.

Công trình nông nghiệpcó thể cần điện cho máy bơm tưới tiêu, thiết bị xử lý ngũ cốc, thông gió, làm lạnh và xây dựng trang trại. Các hệ thống lắp đặt nhỏ hơn có thể hoạt động từ nguồn điện một pha, trong khi thiết bị điều khiển bằng động cơ lớn hơn thường yêu cầu nguồn điện ba pha. Đặc tính khởi động của động cơ và chế độ vận hành ảnh hưởng đến công suất máy biến áp cần thiết cho các tải này.

Cơ sở thương mạichẳng hạn như các doanh nghiệp ven đường, cửa hàng ở nông thôn, nhà kho nhỏ và tòa nhà dịch vụ có thể nhận điện từ thiết bị phân phối gắn trên cột nơi mạng điện hiện có sử dụng đường dây trên không.

Khu công nghiệp nhẹđược phép sử dụng máy biến áp ba pha cho các phân xưởng, thiết bị xử lý và hệ thống điện phụ trợ. Thiết bị phải chịu được tải vận hành kết hợp và sự thay đổi điện áp liên quan đến động cơ khởi động hoặc các tải dòng điện cao không liên tục khác.

Cộng đồng từ xa và mạng lưới tiện ích phân táncũng sử dụng máy biến áp gắn trên cột vì các máy riêng lẻ có thể được lắp đặt tại các điểm thích hợp dọc theo các đường dây cấp điện trên cao. Vị trí và xếp hạng máy biến áp có thể được chọn để phản ánh sự phân bổ tải được kết nối.

TạiỐng bát phân, thông số kỹ thuật của máy biến áp gắn trên cột được xem xét dựa trên hệ thống phân phối thực tế và các điều kiện lắp đặt. cácđiện áp cuộn sơ cấp, công suất định mức, kết nối thứ cấp, mức cách điện, bố trí ống lót và thiết bị bảo vệđược kiểm tra cùng nhau. Trên các mạng nối đất, điện áp giữa các dây của bộ cấp nguồn khác với điện áp đặt trên cuộn dây máy biến áp pha-trung tính, khiến cho việc định mức điện áp sơ cấp chính xác trở nên đặc biệt quan trọng. Đối với các thiết bị thay thế, hiện cóvị trí lắp đặt và kết nối dây dẫncũng được xem xét để giảm thiểu sửa đổi trong quá trình cài đặt.

Các chi tiết thiết bị được chuyển qua tài liệu dự án.Bản vẽ sắp xếp chung, dữ liệu bảng tên, báo cáo thử nghiệm tại nhà máy và thông tin đóng góiđược khớp với máy biến áp chuẩn bị vận chuyển. Đối với các đơn đặt hàng lặp lại hoặc dự án thay thế, có thể tham khảo các thông số kỹ thuật và bản vẽ trước đó để duy trì các yêu cầu cần thiếtxếp hạng điện, sắp xếp thiết bị đầu cuối và chi tiết lắp đặt.

Liên hệ ngay

Câu hỏi thường gặp

 

 

01.Máy biến áp gắn trên cột 60 Hz có thể hoạt động trên mạng điện 50 Hz không?

Không tự động. Ở cùng mức điện áp, việc giảm tần số từ 60 Hz xuống 50 Hz sẽ làm tăng tỷ lệ điện áp trên tần số lên 20%, gây nguy cơ bão hòa lõi và quá nhiệt. Máy biến áp phải có tần số định mức 50 Hz hoặc được phê duyệt để hoạt động ở tần số kép.

02.Tại sao một số máy biến áp gắn trên cực một pha có một ống lót điện áp cao và một số khác có hai ống lót?

Sự sắp xếp phụ thuộc vào kết nối cuộn sơ cấp và nối đất hệ thống. Bộ ống lót đơn sử dụng kết nối hồi tiếp bên trong trên hệ thống nối đất phù hợp, trong khi bộ ống lót kép cung cấp quyền truy cập vào cả hai thiết bị đầu cuối chính.

03.Có thể cung cấp thiết bị biến áp gắn trên cột có dòng khởi động động cơ cao không?

Có, nếu khả năng điều chỉnh điện áp, trở kháng ngắn mạch và công suất nhiệt của nó phù hợp với động cơ. Dòng khởi động cao có thể gây sụt áp tạm thời, do đó, yêu cầu khởi động phải được đánh giá riêng biệt với kVA đang chạy.

04. Máy biến áp gắn trên cột có được vận chuyển kèm theo dầu cách điện bên trong không?

Nhiều máy biến áp kín được vận chuyển bằng dầu cách điện. Các thiết bị được vận chuyển mà không nạp đầy dầu cần phải đổ đầy, kiểm soát độ ẩm và kiểm tra trước khi cấp điện đúng cách trước khi vận hành.

Chứng chỉ

 

Giấy chứng nhận CE

Chứng chỉ ISO 9001

Chứng chỉ API Q1

Chứng chỉ ABS

AP-5L Chứng chỉ

API-5CT Chứng chỉ

 

Chú phổ biến: Máy biến áp gắn cực, Máy biến áp phân phối gắn cực, Máy biến áp gắn cực một pha, Máy biến áp gắn cực ba pha