In Öl getauchte, unter Last schaltbare Lichtbogenunterdrückungsspule

In einem Mittelspannungsverteilungsnetz ändert sich der gesamte kapazitive Erdschlussstrom, wenn sich Einspeisungen, Kabel und Netzwerkkonfigurationen ändern. Eine in Öl getauchte Lichtbogenunterdrückungsspule mit Laststufenschaltung liefert einen einstellbaren induktiven Strom durch den Sternpunkt, um diese kapazitive Komponente während eines einphasigen Erdschlusses zu kompensieren.

Dieses Gerät wird auch als Petersen-Spule oder automatische Lichtbogenunterdrückungsspule bezeichnet und zwischen dem Sternpunkt des Transformators und der Erde installiert. Seine Induktivität wird über einen Laststufenschalter angepasst, sodass der Kompensationsstrom geändert werden kann, ohne dass die Spule für jede Einstellung außer Betrieb genommen werden muss.

Die in Öl getauchte Konstruktion sorgt für elektrische Isolierung und Wärmeableitung des aktiven Teils. Das automatische Steuerungssystem überwacht relevante Netzbedingungen und ermittelt die erforderliche Stufenstellung innerhalb des verfügbaren Einstellbereichs.

Die Ausrüstung ist für 6–66-kV-Verteilungssysteme vorgesehen und kann für Umspannwerke, Industrienetzwerke, kabellastige Verteilungssysteme und andere Anwendungen konfiguriert werden, bei denen eine Sternpunktkompensation erforderlich ist.

Warum sich die Vergütungseinstellung ändern muss

Der kapazitive Strom eines Verteilungsnetzes ist nicht unbedingt konstant.

Es kann variieren, wenn:

· Neue Feeder sind angeschlossen

· Die Länge des Erdkabels nimmt zu

· Feeder sind nicht angeschlossen

· Änderungen der Netzwerktopologie

· Bedienabschnitte werden übernommen

· Der Anteil von Kabel- und Freileitungsänderungen

Eine feste Lichtbogenunterdrückungsspule hat eine vorgegebene Induktivität. Wenn sich der kapazitive Strom des Netzwerks erheblich ändert, entspricht sein Kompensationspunkt möglicherweise nicht mehr dem erforderlichen Betriebszustand.

Ein Laststufenschalter-Design löst dieses Problem, indem es mehrere Wicklungsstufenpositionen bereitstellt. Der Controller kann eine andere Position auswählen, wenn sich die Netzwerkbedingungen ändern.

Dies macht das Produkt besonders relevant für Verteilungssysteme, bei denen das angeschlossene Netzwerk während seines gesamten Betriebszyklus nicht elektrisch konstant ist.

Wie das On-Load-Kompensationssystem funktioniert

Unter normalen Bedingungen ist die Lichtbogenlöschspule mit dem Sternpunkt verbunden und bleibt für die Kompensation bereit.

Wenn das Steuersystem den relevanten Netzzustand erkennt, bestimmt es die erforderliche induktive Kompensation und wählt eine geeignete Stufenposition aus.

Der elektrische Prozess kann wie folgt vereinfacht werden:

Netzkapazität → kapazitiver Erdschlussstrom → Kompensationsberechnung → Stufenstellungsanpassung → induktive Kompensation → reduzierter Fehlerfehlerstrom

Bei einem einphasigen Erdschluss gleicht der induktive Strom der Spule die kapazitive Komponente des Netzfehlerstroms aus. Bei entsprechender Wahl der Kompensation kann der Fehlerstrom an der Fehlerstelle reduziert werden, was die Lichtbogenlöschung unterstützen und die Auswirkungen von transienten Erdschlüssen begrenzen kann.

Der tatsächliche Arbeitspunkt sollte aus dem gemessenen oder berechneten kapazitiven Erdschlussstrom des Netzes und der Schutzphilosophie ermittelt werden. Die Spule sollte daher als Teil des gesamten Sternpunkt-Erdungssystems und nicht als unabhängig ausgewählte Drossel betrachtet werden.

Interne Konfiguration

Magnetischer Kern

Der Magnetkreis besteht aus laminiertem Elektrostahl. Kernabmessungen, magnetische Flussdichte, Luftspaltanordnung (sofern zutreffend) und Wicklungskonfiguration werden ausgewählt, um die erforderlichen Induktivitätseigenschaften über den angegebenen Einstellbereich zu erhalten.

Das magnetische Design berücksichtigt auch Verluste, Temperaturanstieg, mechanische Kräfte und Betriebsstabilität.

Haupt- und Stufenwicklungen

Für die Haupt- und Regelwicklung werden Kupferleiter verwendet. Mehrere Wicklungsanzapfungen sorgen für unterschiedliche effektive Windungszahlen.

Durch Ändern der aktiven Anzapfung ändert sich die Induktivität der Spule und damit der verfügbare Kompensationsstrom.

Die Anzahl der Stufenstellungen ist nicht universell. 9, 15 und 19 Positionen können je nach erforderlichem Einstellbereich und elektrischem Design konfiguriert werden.

Laststufenschalter

Der Laststufenschalter ist die Komponente, die diese Konfiguration von einer manuell eingestellten oder festen Lichtbogenunterdrückungsspule unterscheidet.

Es ermöglicht den Wechsel der Wicklungsschaltung unter den vorgegebenen Betriebsbedingungen unter Spannung. Stufenschalter, Motorantrieb, Steuerkreis, Schaltbetrieb und Schutzfunktionen werden gemäß der endgültigen elektrischen Spezifikation ausgewählt.

Mit Öl gefüllter Tank

Der Aktivteil ist in einem ölgefüllten Stahltank untergebracht. Transformatoröl sorgt sowohl für die Isolierung als auch für die Wärmeübertragung zwischen den aktiven Komponenten und dem Tank.

Abhängig von der gewählten Anordnung kann das Ölsystem ein Ausdehnungsgefäß, Buchsen, eine Druckentlastungsvorrichtung, eine Ölstandsanzeige, Temperaturüberwachungsvorrichtungen und zugehörige Schutzkomponenten umfassen.

Die genaue Tank- und Ölkonservierungsanordnung sollte sich an der tatsächlichen Gerätekonfiguration orientieren und nicht als festes Merkmal für jede Bewertung behandelt werden.

Steuer- und Überwachungseinheit

Der Automatikregler bildet die Schnittstelle zwischen Netzmessungen und der Stufenschaltung.

Abhängig von der Projektkonfiguration kann das Steuerungssystem Folgendes umfassen:

· Kapazitive Strommessung

· Automatische Kompensationskontrolle

· Anzeige der Hahnposition

· Lokale Parameteranzeige

· Manueller/automatischer Betrieb

· Alarm- und Schutzfunktionen

· Fernkommunikation

· Betriebsdatenübertragung

· Statusüberwachung des Steuerungssystems

Kommunikationsschnittstellen können entsprechend dem Stationsautomatisierungssystem des Kunden ausgewählt werden.

Technische Daten

Technischer Hinweis: Die Tabelle beschreibt die konfigurierbare Produktpalette. Bemessungskompensationsstrom, Induktivitätsbereich, Stufenpositionen, Isolationsniveau, Kurzschlussparameter und andere projektspezifische Werte sollten vor der Angebotserstellung anhand der Netzwerkdaten bestätigt werden.

Was bestimmt die Spulenbewertung?

Die Systemspannung allein reicht nicht aus, um eine Lichtbogenlöschspule auszuwählen.

Bei der technischen Berechnung müssen normalerweise die folgenden Parameter berücksichtigt werden.

1. Systemspannung

Der Spannungspegel bestimmt die Isolationskoordination, die Wicklungsanordnung, die Auswahl der Durchführung und die damit verbundenen dielektrischen Anforderungen.

Typische Systeme können 6 kV, 10 kV, 20 kV, 35 kV und höhere Spannungsebenen innerhalb des Designbereichs des Produkts umfassen.

2. Kapazitiver Erdschlussstrom

Dies ist ein wichtiger Input zur Bestimmung der erforderlichen Kompensationsfähigkeit.

Der Wert wird von der Gesamtlänge und Art der angeschlossenen Leitungen und Kabel sowie der Netzwerkkonfiguration beeinflusst.

3. Vergütungsbereich

Der erforderliche Kompensationsbereich bestimmt den Induktivitätsbereich und damit die Anordnung der Wicklungsanzapfungen.

Ein Netzwerk mit einer großen Schwankung des kapazitiven Stroms erfordert möglicherweise einen größeren Anpassungsbereich als ein relativ stabiles Netzwerk.

4. Tippen Sie auf Auflösung

Die Anzahl der verfügbaren Taps bestimmt, wie fein die Kompensationseinstellung geändert werden kann.

Die entsprechende Anzahl der Positionen sollte zusammen mit dem erforderlichen Arbeitsbereich und der Regelgenauigkeit ausgewählt werden.

5. Netzwerktopologie

Bei der Berechnung sollten die normalen und abnormalen Betriebskonfigurationen des Netzwerks berücksichtigt werden. Wenn Einspeisungen häufig übertragen oder geschaltet werden, muss der Controller möglicherweise auf größere Änderungen der Netzwerkkapazität reagieren.

6. Erdschlussschutz

Die Lichtbogenlöschspule sollte mit dem Erdschlusserkennungs- und Abzweigauswahlsystem koordiniert werden.

Die Schutzeinstellungen hängen von der Erdungsmethode und den Fehlerstromeigenschaften ab. Daher sollten Erdungsausrüstung und Schutzsystem gemeinsam entworfen werden.

Laststufenschaltung und Festspulen

Der Hauptunterschied besteht nicht nur im Vorhandensein der Automatisierung. Dabei handelt es sich um die Möglichkeit, die effektiven Wicklungswindungen und den Kompensationspegel zu ändern, während das Gerät in seinem spezifizierten Betriebszustand bleibt.

Typische Installationsumgebungen

Diese Art von Lichtbogenlöschspule kommt in Betracht für:

· 6–66-kV-Umspannwerke

· Mittelspannungsversorgungsnetze

· Kabeldominierte Verteilungssysteme

· Gemischte Freileitungs- und Kabelnetze

· Industrielle Stromverteilung

· Netzwerke für Bergbau und Schwerindustrie

· Sternpunkt-Erdungssysteme für Umspannwerke

· Netzwerke mit häufig wechselnden Feeder-Konfigurationen

· Verteilungssysteme, die eine einstellbare Erdschlusskompensation erfordern

Bei Projekten im Freien sollte die Gerätekonfiguration Umgebungstemperatur, Höhe, Verschmutzungsgrad, Isolierungskoordination, Gehäuseanforderungen und Standortbedingungen berücksichtigen.

Fertigungs- und Fabrikkapazität

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. beschäftigt sich seit 1999 mit der Herstellung von Transformatoren.

Der Produktionsumfang umfasst Leistungstransformatoren, Ofentransformatoren, Gleichrichtertransformatoren, Drosseln und andere kundenspezifische elektrische Geräte. Das Unternehmen verfügt über Erfahrung in der Herstellung von Geräten bis zur 110-kV-Klasse.

Yulan betreibt eine Produktionsstätte mit einer Fläche von etwa 35.000 m², darunter etwa 15.000 m² Werkstattfläche. Das Unternehmen beschäftigt mehr als 75 Mitarbeiter, darunter Ingenieure und technisches Personal, das an Produktdesign, Produktion und Tests beteiligt ist.

Zu den Produktions- und Testressourcen gehören:

· 80-Tonnen-Hebezeug

· 400 kW Kerosin-Dampfphasen-Vakuumtrocknungssystem

· 1200-kV-Impulsprüfgerät

· 400-kV-Netzfrequenz-Spannungsprüftransformator

· 300-kV-Induktionstestgeneratorsatz

· Computergesteuerte Vertikalwickelanlage

· Kernschneideausrüstung

· Kernübergreifende Ausrüstung

· Hydraulische Pressausrüstung

· Folienwickelausrüstung

· Andere Anlagen zur Herstellung von Transformatoren und Reaktoren

Diese Einrichtungen unterstützen die Herstellung und Prüfung kundenspezifischer Transformator- und Reaktorausrüstung.

Qualitätsmanagement und Werksprüfung

Yulan betreibt die folgenden Managementsysteme:

·  ISO 9001:2015

·  ISO 14001

·  ISO 45001:2018

Für eine Lichtbogenunterdrückungsspule wird der Umfang der Werksinspektion und -prüfung durch die endgültige Produktspezifikation, geltende Normen und Kundenanforderungen bestimmt.

Je nach Projekt kann das Dokumentationspaket Folgendes umfassen:

· Routinetestaufzeichnungen

· Isolierungsbezogene Testergebnisse

· Wicklungswiderstandsmessungen

· Stufenstellungs- und Stufenschalter-Funktionsprüfungen

· Elektrische Leistungsdaten

· Funktionstests des Steuerungssystems

· Schutz- und Alarmprüfungen

· Informationen zum Typenschild

· Technische Zeichnungen

· Dokumente zur Werksinspektion

Bei Bedarf können Produkttests gemäß der geltenden Projektnorm und der vereinbarten technischen Spezifikation arrangiert werden.

Projektinformationen, die Käufer bereitstellen sollten

Für ein technisches Angebot sind folgende Informationen hilfreich:

Ein Übersichtsdiagramm und eine kapazitive Erdschlussstromberechnung sind besonders hilfreich bei der Angebotsanfrage.

Öl- und Trockenbauweise

Keine der beiden Konstruktionen sollte allein aufgrund der Ölfüllung oder des Trockentyps ausgewählt werden. Dabei sollten die elektrische Leistung, die Installationsbedingungen, Wartungsanforderungen, Brandschutzanforderungen und Projektstandards berücksichtigt werden.

Häufig gestellte Fragen

Was ist eine in Öl getauchte Petersen-Spule?

Eine in Öl getauchte Petersen-Spule ist ein induktives Erdungsgerät, das zwischen dem Sternpunkt eines Verteilungsnetzes und der Erde angeschlossen ist. Es kompensiert den kapazitiven Anteil des einphasigen Erdschlussstroms.

Warum einen Laststufenschalter verwenden?

Der kapazitive Erdschlussstrom eines Verteilungsnetzes kann sich ändern, wenn Einspeisungen und Kabel angeschlossen, getrennt oder neu konfiguriert werden. Mit einem Laststufenschalter können die Induktivität und der Kompensationsstrom der Spule angepasst werden, ohne dass das Gerät bei jeder Änderung abgeschaltet werden muss.

Ist der Kompensationsstrom stufenlos einstellbar?

Nicht unbedingt. Eine Stufenschaltspule bietet normalerweise eine Reihe diskreter Betriebspositionen. Die tatsächliche Einstellauflösung hängt von der Wicklungs- und Stufenschalterkonfiguration ab.

Sind 9, 15 und 19 Abzweigungen Standardkonfigurationen?

Sie können als typische Konfigurationen verwendet werden, die endgültige Anzahl der Positionen hängt jedoch vom erforderlichen Kompensationsbereich, der Nennspannung, dem Wicklungsdesign und dem ausgewählten Stufenschalter ab.

Wie bestimme ich die erforderliche Spulenkapazität?

Der wichtigste Eingang ist der kapazitive Erdschlussstrom des Netzwerks. Bei der Berechnung sollten Zuleitungslänge, Erdkabellänge, Netzwerktopologie, Spannungsniveau und Betriebskonfigurationen berücksichtigt werden.

Kann die Spule einen Fehlerstrom vollständig kompensieren?

Die Aufgabe der Spule besteht darin, den kapazitiven Anteil zu kompensieren und den Erdschlussfehlerstrom zu reduzieren. Es sollte nicht so beschrieben werden, dass jeder Fehlerstrom beseitigt wird oder die Löschung des Lichtbogens unter allen Bedingungen garantiert wird.

Ersetzt dieses Produkt ein Erdschlussschutzsystem?

Nein. Die Lichtbogenlöschspule und das Schutzsystem erfüllen unterschiedliche Funktionen. Die Erdungskompensationsanordnung sollte mit der Erdschlusserkennung und dem Abzweigschutz koordiniert werden.

Kann es in einem 10-kV-Verteilungsnetz verwendet werden?

Ja. Ein 10-kV-System kann innerhalb des Designbereichs des Produkts liegen. Der erforderliche Kompensationsstrom, der Induktivitätsbereich, die Anzapfungskonfiguration, der Isolationsgrad und die Steuerfunktionen müssen noch aus den Netzwerkparametern berechnet werden.

Kann es für 35-kV- oder 66-kV-Systeme ausgelegt werden?

Ja, vorbehaltlich der spezifischen Elektro- und Isolationskonstruktion. Anwendungen mit höherer Spannung erfordern eine entsprechende Isolationskoordination, Durchführungen, Abstände, Prüfungen und Schutzvorkehrungen.

Welche Informationen sollte ich bei der Angebotsanfrage senden?

Geben Sie die Systemspannung, die Frequenz, den kapazitiven Erdschlussstrom, die Sternpunktanordnung, das Netzwerkdiagramm, den erforderlichen Kompensationsbereich, die Installationsbedingungen, die Abgriffanforderungen, die Steuerfunktionen und die geltenden Normen an.

Über Yulan Transformer

Jiangshan Yulan Transformer Co., Ltd. wurde 1999 gegründet und stellt Transformatoren und Drosseln für Versorgungs-, Industrie- und andere elektrische Anwendungen her.

Die Produktpalette des Unternehmens umfasst Leistungstransformatoren, Ofentransformatoren, Gleichrichtertransformatoren, Nebenschlussdrosseln, Reihenreaktoren und kundenspezifische Reaktorausrüstung.

Mit Fertigungskapazitäten für Transformatoren und Drosseln bis zur 110-kV-Klasse unterstützt Yulan Projekte, die kundenspezifische elektrische Nennwerte, Wicklungsanordnungen, Isolationssysteme, Stufenschaltkonfigurationen, Steuerfunktionen und Werkstests erfordern.

Für eine ölgefüllte Laststufenschalt-Lichtbogenlöschspule kann der technische Vorschlag anhand der Netzwerkparameter des Kunden entwickelt werden und nicht nur anhand eines Standardproduktmodells.