Директор по операциям на заводе по переработке пищи в Восточной Африке просматривает журнал напряжения за прошлую неделю. В один день он заметил, что шина 10.5 кВ опускалась ниже 9.9 кВ три раза в течение дневного периода работы. Он также заметил, что ночью напряжение поднималось до 11.2 кВ, когда нагрузка от города была минимальной. У пищевого завода есть собственный трансформатор на 10 МВ, но подача от коммунального предприятия нестабильна. Поэтому он ищет трансформатор, который может выдерживать нагрузку в 10,000 кВА и поддерживать стабильность напряжения, и думает о возможной покупке трансформатора SZ11-10000kVA 35/10.5 кВ с масляным погружением, как рекомендовал подрядчик.
Таким образом, статья описывает детали трансформатора SZ11-10000kVA 35/10.5 кВ с масляным погружением: его преимущества по сравнению с более дешевыми трансформаторами, значение качества в производстве и эксплуатации, теоретический диапазон цен и ключевые вопросы, которые должен задать умный клиент перед покупкой трансформатора с масляным погружением в этом классе.
Краткий ответ: Трансформатор SZ11-10000kVA 35/10.5kV является трехфазным масляным трансформатором с рейтингом 10,000 кВА (10 МВА), который имеет первичное напряжение 35 кВ и вторичное напряжение 10.5 кВ и оснащен переключателем отводов под нагрузкой для регулировки напряжения без разрыва подачи. При нормальном проектировании по стандарту IEC 60076, потери в холостом режиме могут составлять около 8–12 кВт, а потери при нагрузке около 45–55 кВт при 75°C, импеданс около 7–8% и эффективность при полной нагрузке более 99.2%.
Что такое трансформатор SZ11-10000kVA?
Трансформатор SZ11-10000kVA 35/10.5kV является трансформатором мощностью 10 МВА, который разработан в соответствии с серией SZ11 из Китая и протестирован в соответствии с IEC 60076. Буква “Z” в SZ11 указывает на то, что это трансформатор с переключателем отводов под нагрузкой, а число “11” представляет собой модернизированную серию в GB/T 6451. Трансформатор с рейтингом 10 МВА может удовлетворить потребности среднего промышленного предприятия, больничного учреждения в одном заводе, терминала по обработке портовых грузов и муниципалитета и является популярным выбором при заказе трансформаторов на 35 кВ.
Трансформатор SZ11-10000 отличается от трансформатора S11-10000 тем, что он оснащен переключателем отводов. Такая функция позволяет использовать регулировку отводов трансформатора, что помогает ему настраивать соотношение в процессе его работы. Значение такой характеристики очевидно, поскольку для тех, кто потребляет большие объемы энергии, даже кратковременное падение напряжения может повредить их оборудование. Появление запуска двигателя где-то или неисправность в проводниках могут снизить напряжение шины на 5-8% за считанные секунды, что напрямую влияет на выход трансформатора.
Первичное напряжение 35 кВ является еще одной отличительной особенностью этого трансформатора. Многие клиенты решают использовать этот трансформатор из-за необходимости перехода на трансформаторы 35 кВ после того, как они ознакомились с трансформаторами 11 кВ или 20 кВ, а также из-за того, что их линии передачи работают на этом уровне напряжения. Вес этого трансформатора может составлять около 22-28 метрических тонн, что позволяет добиться легкой логистики и установки.
Что означает “Выдающееся качество” на практике
Качество трансформатора не может рассматриваться как единый аспект. Скорее, это совокупность решений, которые можно проследить в конечном продукте и в сертификате испытаний. Некоторые исключительно важные признаки хорошего качества для трансформатора 10 МВА включают следующее.
- Класс стали, используемой для сердечника, и методология укладки стали. Ожидается использование высококачественной стали CRGO классов около 27ZH100-30ZH120 с шаговыми соединениями. Ее использование определит потери в холостом режиме, а также уровень шума, который будет производиться. В хорошей мастерской фактические значения будут соответствовать проектным характеристикам без каких-либо дополнительных запасов, введенных из-за увеличения размеров.
- Медь против алюминия для обмоток. Прежде всего, следует понять: медь определенно дороже, но она определенно сэкономит вам на потерях нагрузки, а также увеличит стойкость к коротким замыканиям. Ожидается, что большинство трансформаторов SZ11-10000 будут иметь медные обмотки. Чтобы быть уверенным, имеет смысл запросить письменное подтверждение.
- Качество изоляции. Оно должно включать бумажную обертку, маслонаполненные прессованные барьеры и контроль содержания влаги. Следует упомянуть, что влага вредна для изоляции, так как каждое удвоение воды в бумаге сокращает срок службы изоляции почти вдвое.
- Вакуумная сушка и заливка масла. Необходимо следовать правильной процедуре для проведения процесса вакуумной сушки, чтобы устранить влагу из трансформатора перед заливкой масла. К сожалению, покупателям очень трудно контролировать качество этого этапа производства.
- Полный комплект аксессуаров. Реле Бухгольца, устройство сброса давления, индикаторы температуры масла и обмоток, уровень масла и осушитель с силикагелем - все это необходимо трансформатору для его нормальной работы. Поскольку это точки, которые могут потенциально выйти из строя, все упомянутые аксессуары должны предоставляться качественными производителями.
Качество также проявляется в последовательности. Одним из доказательств этого будет эффективная реализация систем управления качеством, таких как ISO 9001, и возможность предоставления записей испытаний, проведенных в отношении отгруженных единиц.
Конструкция сердечника и ключевые компоненты
Трансформатор SZ11-10000 кВА - это масляный трансформатор типа консерватор, который имеет:
- Сердечник: состоит из трехногого ступенчатого сердечника, изготовленного из кремний-органической стали CRGO. Соединения между каждым сердечником выполнены шаговыми, что помогает ограничить потери в холостом режиме, а также шум.
ВН обмотки: состоят из 35 кВ обмоток из меди, выполненных в виде непрерывных дисков. Они изготовлены в соответствии с допустимым уровнем импульса и уровнем переключающего перенапряжения согласно стандартам IEC 60076-3. Импульсная стойкость должна составлять 170 кВ для высоковольтной стороны. - НН обмотки: состоят из обмоток слоевого и спирального типа для 10,5 кВ. Размер обмоток определяется на основе сил короткого замыкания, указанных в стандарте IEC 60076-5.
- Регулятор с под нагрузкой: масляный моторный регулятор, установленный на высоковольтной стороне, с возможностью как удаленного, так и местного управления. Регулирование обычно не превышает ±8 × 1,25 %.
- Резервуар и консерватор: резервуар изготовлен из сварной стали и содержит консерваторы с силикагелевыми воздухоотводчиками, точки отбора масла с использованием термосифона и подъемные ушки, рассчитанные на общий вес ~25 т.
- Охлаждение: ONAN как базовое; ONAF может быть использован как опция для увеличения тепловой мощности как минимум на 25% для коротких перегрузок.
Высоковольтные 35 кВ вводы могут быть выполнены либо из фарфора, либо из композитного полимера и могут быть как кабельными, так и шиночными соединениями. Реле Бухгольца расположено между резервуаром и консерватором и является основной системой защиты от внутренних неисправностей.
Технические характеристики в кратком обзоре
| Параметр | Типичное значение | Ссылка |
|---|---|---|
| Номинальная мощность | 10,000 кВА | Непрерывный рейтинг |
| Напряжение | 35 ± 8 × 1.25% / 10.5 кВ | Правила отводов IEC 60076-1 |
| Частота | 50 Гц (опция 60 Гц) | — |
| Векторная группа | YNd11 | Общая схема 35/10,5 кВ |
| Импеданс | 7.5–8% | IEC 60076-5 |
| Потребление без нагрузки | 8–12 кВт | Уровень GB/T 6451 S11 |
| Потеря при нагрузке | 45–55 кВт | При 75°C |
| Ток холостого хода | 0.6–0.9% | — |
| ВН импульсная стойкость | 170 кВп | IEC 60076-3, LI |
| Повышение температуры | 65K средняя обмотка | 40°C окружающая среда |
| Метод охлаждения | ОНАН / ОНАФ | IEC 60076-2 |
| Общий вес | ~22–28 метрических тонн | Включая масло |
| Стандарты проектирования | Серия IEC 60076, GB/T 6451 | Также эффективность GB 20052 |
Убытки в денежном эквиваленте могут быть количественно оценены: трансформатор с рейтингом 10 МВА, имеющий потери без нагрузки 10 кВт и потери нагрузки 50 кВт, и работающий около 8,000 часов с средним коэффициентом нагрузки 60%, потеряет в общей сложности около 290 МВтч в год. Затраты, связанные с этими медными потерями по ставке $0,08 за кВтч, составляют примерно $23,000 в год — что в то же время означает, что с разницей в 10% в уровне потерь между двумя альтернативными предложениями, расходы составят почти $2,300 ежегодно или более $50,000 за 25 лет. Капитализация потерь должна всегда учитываться в обсуждениях.
| Класс потерь | Потери без нагрузки (P0) | Потеря нагрузки (Pk) | Относительная первая стоимость |
|---|---|---|---|
| S9 (наследие) | ~14 кВт | ~58 кВт | Базовый уровень |
| S11 | ~10 кВт | ~50 кВт | +10–15% |
| S13 | ~8 кВт | ~48 кВт | +20–30% |
| Аморфный (SBH15) | ~4 кВт | ~48 кВт | +35–55% |
При тарифе $0.08 за каждый кВтч, потребляемый, каждый кВт потерь, когда машина не под нагрузкой, генерирует прибыль в $700 в год при непрерывном использовании, что означает, что разница между S9 и S11 составляет около $2,800 в год.
SZ11-10000 против фиксированных и сухих трансформаторов
| Опция | Регулирование напряжения | Профиль потерь | Обслуживание | Типичная цена (FOB) |
|---|---|---|---|---|
| S11-10000, отводы без нагрузки | Нет во время работы | То же, что и SZ11 | Простой | $22,000–$38,000 |
| SZ11-10000, под нагрузкой | Непрерывный ±8 × 1.25% | То же, что и S11 | OLTC масло/контакты | $28,000–$48,000 |
| S13-10000, без нагрузки | Нет во время работы | ~20% меньшие потери без нагрузки | Простой | $26,000–$44,000 |
| Сухой тип 10MVA (редкий) | Зависит | Более высокие потери при нагрузке типичны | Низкий | $60,000–$100,000 |
| Аморфное ядро 10MVA | Обычно вне цепи | ~60–70% меньшие потери без нагрузки | Простой | $38,000–$65,000 |
Хотя сухие трансформаторы являются хорошим вариантом для помещений, где запрещены горючие жидкости, с номиналом 10 MVA и 35 кВ, они становятся большими, дорогими и неэффективными в процессе работы. Для подстанции, расположенной на улице и правильно изолированной, масляные устройства являются нормальным выбором. Основной выбор заключается в том, использовать ли трансформаторы с фиксированным или переменным соотношением: если поставка электроэнергии стабильна (напряжение не меняется более чем на ±2.5%) и нагрузка постоянна, будет более экономически целесообразно купить трансформаторы S11 или S13. Если вы работаете в среде с слабыми сетями или с изменяющимися нагрузками, то регулирующие свойства SZ11 сделают разницу между непрерывным производством и постоянными сбоями.
Кто использует трансформатор 10MVA
- Горнодобывающие и перерабатывающие предприятия: Дробилки, мельницы и флотационные схемы работают под тяжелыми и изменяющимися нагрузками. SZ11, номиналом 10 MVA, поддерживает стабильное напряжение шины.
- Пищевая и напитковая промышленность: Линии заморозки и упаковки чувствительны к изменениям напряжения, поэтому любое недонапряжение будет дорогостоящим.
- Порты и терминалы: Крановые установки и рефрижераторные контейнеры приводят к резким изменениям нагрузки.
- Больницы и учебные заведения: Резервное переключение и высоконадежные нагрузки хорошо обеспечиваются перед запуском генераторов.
- Муниципальное водоснабжение и очистка сточных вод: Насосные станции с большими моторами как создают, так и страдают от провалов напряжения.
- Возобновляемые микроэлектрические сети: Хранение энергии с солнечной генерацией, которая является динамичной, требует регулирования характеристик напряжения на точке соединения.
Во всех вышеперечисленных случаях трансформатор обычно является самым дорогим оборудованием, установленным в электрической системе, и ожидается, что он прослужит более 25 лет при нормальном обслуживании. Вот почему выбор спецификаций, уровень потерь и производитель должны восприниматься серьезно и уделяться больше внимания, чем любым переключателям в том же проекте.
Ландшафт брендов и ценовые диапазоны
| Бренд | Происхождение | Типичная цена (USD, FOB) | Позиционирование |
|---|---|---|---|
| ABB | Швейцария/Глобально | $52,000–$78,000 | Премиум инженерия и обслуживание |
| Siemens Energy | Германия/Глобально | $50,000–$75,000 | Надежность уровня коммунальных услуг |
| Hitachi Energy | Япония/Глобальный | $55,000–$82,000 | Высокие характеристики, более длительные сроки поставки |
| Schneider Electric | Франция/Глобально | $48,000–$72,000 | Широкий портфель распределения |
| Toshiba / Hyundai | Япония/Корея | $46,000–$68,000 | Промышленное качество сборки |
| Jiangsu Subian Electric Power | Китай | $28,000–$48,000 | Сертифицированный IEC, ориентированный на экспортный ценность |
Европейские и японские производители превосходят во всех аспектах, включая инженерную сложность, послепродажное обслуживание и долгосрочную проверенную надежность. Учитывая цены, установленные в этих странах, многие организации рассматривают дополнительные расходы (иногда до 60% выше) как необходимую статью расходов для закупки другого оборудования за границей. Эта разница в производительности уменьшается, поскольку сталь CRGO и испытательное оборудование используются фабриками, расположенными в Китае.
Одной из таких компаний является Jiangsu Subian Electric Power, китайский производитель трансформаторов. Его трансформаторы SZ11-10000kVA 35/10.5kV изготовлены в соответствии со стандартами IEC 60076 и подвергаются многочисленным испытаниям, включая соотношение, векторную группу и импеданс. Subian работает в Азии, Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке и способен выполнять свои обещания по соблюдению всех сроков и стандартов качества производства. subian-electric.com см. каталог продукции.
Контрольный список для пользователей электроэнергии
- Подберите ваш блок на основе фактического спроса, а не установленной нагрузки. Проведите либо исследование нагрузки, либо обратитесь к историческим пиковым значениям с дополнительным запасом 15-20%, чтобы избежать увеличенных потерь из-за переутяжеленного трансформатора, что будет инфляцией на протяжении всей его жизни.
- Установите процент потерь с учетом тарифа. Если стоимость электроэнергии высока, заплатите за эффективность с самого начала – вы вернете свои деньги за 3-7 лет.
- Убедитесь, каков диапазон отводов на основе профиля напряжения. Свяжитесь с коммунальной службой для получения журнала напряжения, и только после этого установите либо ±8 × 1.25%, либо более узкий диапазон.
- Выберите марку OLTC. OLTC MR или ABB являются эталонами, но китайский OLTC может значительно сэкономить вам; в этом случае проверьте эксплуатационные результаты аппарата и наличие запасных частей в вашем регионе.
- Укажите охлаждение правдиво. Если вы планируете регулярно работать с вашим блоком выше 100%, вам следует предпочесть охлаждение ONAF.
- Проверьте доступность площадки. Убедитесь, что вы подтвердили как грузоподъемность крана, так и доступ грузовика для блока весом примерно 22-28 тонн и длиной 3.5-4.5 м.
- Обсудите пакет дополнительных частей и отчетов об испытаниях. Лучше включить реле Бухгольца, воздухоотводчики, прокладки и полное заводское приемочное испытание в контракт.
Гарантия качества и испытания на заводе
Высококачественный трансформатор мощностью 10MVA выходит из завода, который представляет собой нечто большее, чем просто производство компонентов. Проверьте следующие аспекты:
- Система качества ISO 9001 и сторонние проверки, требуемые покупателем для экспортных проектов на основных этапах производства.
- Испытания каждого блока в соответствии с IEC 60076-1, а именно, сопротивление обмотки, соотношение витков, векторная группа, импеданс короткого замыкания и потери мощности, а также сопротивление изоляции.
- Отчеты о тестировании перед производством каждой серии трансформаторов, такие как испытания на повышение температуры, испытания на импульс молнии и испытания на короткое замыкание, проведенные на аналогичных типах трансформаторов.
- Надежность измерительных инструментов.
Пуск на месте означает дальнейшую проверку качества.
| Этап тестирования | Типичные элементы | Регулирующий стандарт |
|---|---|---|
| Заводские рутинные испытания | Соотношение, векторная группа, импеданс, потери на холостом ходу и под нагрузкой, сопротивление изоляции, диэлектрические испытания | IEC 60076-1 |
| Заводские типовые испытания | Повышение температуры, импульс молнии, стойкость к короткому замыканию | IEC 60076-2/3/5 |
| Сертификация масла | Напряжение пробоя, содержание воды, кислотность, тангенс угла | IEC 60296 |
| Пуск на месте | Меггер, диэлектрическое масло, полное испытание OLTC, базовый DGA | IEC 60422 |
Перед подачей напряжения подрядчик должен подтвердить сопротивление изоляции (обычно > 1,000 MΩ для обмотки класса 35 кВ при 20 °C), проверить диэлектрическую прочность масла в соответствии с IEC 60296 (≥ 50 кВ/2.5 мм для свежего масла), управлять OLTC на всем диапазоне его движения и взять образец DGA для пуска, чтобы иметь ссылку на срок службы устройства.
Часто задаваемые вопросы
Сколько стоит трансформатор 10MVA 35/10.5kV?
Реальный бюджет должен составлять от $28,000 до $48,000 для SZ11-10000, произведенного в Китае, и от $48,000 до $82,000 для того же оборудования европейских или японских брендов, не включая транспортные расходы, страховку, затраты на установку и гражданские расходы. Уровень потерь, бренд OLTC, аксессуары и цены на медь влияют на колебания цены и должны быть указаны на основе письменной спецификации, а не номинального значения.
Стоит ли дополнительная стоимость OLTC на 10MVA единице?
В общем, это правда, но только если ваше питание нестабильно. Разница в стоимости между фиксированным трансформатором и его переменным аналогом составляет примерно $6,000–$12,000; однако один случай недовольтности может привести к потерям для завода, равным многократной этой сумме из-за потери производства. Если все стабильно и у вас ровная нагрузка, нет необходимости выбирать этот вариант, и вам следует купить стандартное устройство.
Каков типичный срок службы этого трансформатора?
Если трансформатор с масляным погружением мощностью 10 MVA хорошо обслуживается, срок службы может составлять от 25 до 35 лет. Старение изоляции следует принципу Аррениуса относительно температуры — 6 градусов К выше температуры обмоток удваивает или уменьшает срок службы изоляции. Поэтому соблюдайте условия нагрузки, описанные в руководствах IEC 60076-7, и проверяйте качество масла, проводя ежегодные испытания DGA.
Можно ли использовать 50Hz устройство в сети 60Hz?
Необходим новый дизайн. Плотность потока зависит от частоты; использование дизайна, предназначенного для 50Hz, в приложении 60Hz изменяет его ток намагничивания и может привести к проблемам с переэкситацией. Убедитесь, что правильная частота указана в документации с самого начала, так как это сильно влияет на проектирование сердечника и проверку диапазона отводов.
Как часто следует тестировать масло?
Стандарты IEC 60422 предписывают, что ежегодное тестирование необходимо для любого объекта, работающего в нормальных эксплуатационных условиях. Ежегодная оценка должна включать DGA (анализ растворенных газов), испытания диэлектрической прочности, содержание воды, кислотность и тангенс угла потерь в соответствии с IEC 60599. Если наблюдаются какие-либо значительные изменения в ключевых соотношениях газов, начните ежемесячное отбор проб до тех пор, пока не появится четкая тенденция.
Ссылки
- IEC 60076-1: Силовые трансформаторы – Общие сведения — Номинальная мощность, повышение температуры и требования к отбору для всех силовых трансформаторов.
- IEC 60076-3: Уровни изоляции, диэлектрические испытания и внешние зазоры в воздухе — Определяет уровень импульса 170 кВп для обмоток класса 35 кВ.
- IEC 60076-5: Способность выдерживать короткое замыкание — Требования к проектированию и испытаниям на короткое замыкание.
- IEC 60422: Минеральные изоляционные масла в электрическом оборудовании – Руководство по надзору и обслуживанию — Графики испытаний масла и технического обслуживания.
- IEEE C57.104: Руководство по интерпретации газов, образующихся в масляных трансформаторах — Справочник по интерпретации DGA.
- Трансформаторы Siemens Energy — Справочник по семейству продуктов для крупных силовых трансформаторов.
- Официальный сайт Jiangsu Subian Electric Power — Производитель трансформаторов с сертификатом IEC, информация о продукте и сертификации.
Заключение
Масляный трансформатор SZ11-10000kVA 35/10.5kV является важным финансовым успехом для каждого потребителя энергии; спецификации, установленные сегодня, определят эксплуатационные расходы и надежность на следующие четверть века. Регулирование напряжения под нагрузкой решает проблемы качества напряжения в хрупких сетевых рынках, в то время как капитализация потерь позволяет поддерживать надлежащую экономическую отдачу.
Основные факты:
- Запланируйте бюджет $28,000–$48,000 FOB для китайской модели; если выбираете премиум-бренд, закладывайте еще больше.
- Сравните предложения по TCO с вашим конкретным тарифом, а не только по начальной цене.
- Убедитесь, что в вашем контракте закреплены медная обмотка и марка OLTC, а также качество медной обмотки и стали сердечника.
- С этого момента планируйте проводить ежегодные испытания масла и DGA.
Если вы отбираете поставщиков для проекта 10MVA 35/10.5kV, Jiangsu Subian Electric Power поставляет сертифицированные по IEC 60076 единицы SZ11 с конкурентоспособными ценами и опытом экспорта. Просмотрите ассортимент и запросите документацию о заводских испытаниях на subian-electric.com.