10 кВ ішкі трансформаторларды орнату үшін қандай талаптар қойылады?

10 кВ ішкі трансформаторларды орнату үшін алаң мен орын талаптары

IEC 60076 және IEEE C57.12.00 стандарттарына сәйкес ең аз аралықтар, бөлменің өлшемдері және аймақтау

10 кВ ішкі трансформаторларды қауіпсіз, нормативті талаптарға сай орнату үшін IEC 60076 және IEEE C57.12.00 стандарттарына сәйкестік сақтау маңызды. Бұл стандарттар электрлік қауіптерді болдырмау, жылу режимін қамтамасыз ету және қауіпсіз жөндеу жұмыстарын жүргізу үшін ең аз аралықтарды анықтайды:

• Алды/арты: кабельдің орналасуы, қауіпсіз жұмыс істеу және автоматтық қосқышқа қатынас үшін 1,5–3 м
• Қабырғалар: ауа алмасуын қамтамасыз ету және доғалық-ұшқындар қаупін азайту үшін қабырғалардан 1–1,5 м қашықтықта орналасуы керек
• Жабдықтар: қызметкерлердің қауіпсіздігі мен жылулық тұманнан босату үшін төбеден 1,8–2,5 м қашықтықта — изоляторларға дейін

Трансформаторлар үшін орын жоспарлаған кезде, олардың нақты өлшеміне қосымша олардың айналасында қажетті барлық аралықтарды ескеру керек. 500 кВА-дан асатын трансформаторлар әдетте арнайы назар аудартуды талап етеді. Көптеген жергілікті нормативтік құжаттар өртке төзімді қабырғаларды кемінде екі сағатқа шыдайтын деңгейде талап етеді және техникалық қызмет көрсету үшін бөлек өткелдерді қамтамасыз ету керек. Жерге қосу мәселелерін реттеу және қауіпсіз қашықтықтың шамасы туралы НЭК (Национальный электротехнический кодекс) пен МЭК (Халықаралық электротехникалық комиссия) стандарттары толықтай ұқсас емес. Дегенмен, бұл айырымдарға қарамастан, екеуі де негізінде қызметкерлердің қауіпсіздігін қамтамасыз етуге бағытталған. Бұл әртүрлі тәсілдер электр қауіпсіздігі туралы ойлау әрекеттерінің әртүрлілігін көрсетеді, сондықтан осы айырымдарды жобалау жұмыстары басталмас бұрын міндетті түрде шешілуі тиіс.

Құрғақ типті және майлы трансформаторлардың аумағы, өрттен бөлу және желдету аймақтарына әсері

Құрғақ типтегі трансформаторлар кеңістікті тиімді пайдалануға мүмкіндік береді: олардың аумағы сұйықтықпен суытылатын сәйкес трансформаторларға қарағанда шамамен 30% кіші, сонымен қатар олардың орналастырылуы үшін сұйықтықты ұстау қажеттілігі жоқ. Алайда, олардың орнатылуы әлі де қатаң реттеледі — әсіресе ішкі орнату үшін NFPA 70 (NEC) 450.21-тармағы бойынша:

• Өрттен бөлу: Маймен толтырылған қондырғылар үшін IEEE C57.12.00-2023 стандартына сәйкес жалпы май көлемінің 110%-ын ұстай алатын сұйықтық қабылдағыштар мен қондырғылар немесе көршілес кеңістіктер арасында өртке төзімді бөгеттер қажет.
• Желдету аймағы: Құрғақ типтегі трансформаторлар өртке төзімді емес беттерден кемінде 0,3 м қашықтықта орнатылуы мүмкін және жалпы ЖЖК (жылыту, желдету және кондиционерлеу) аймағына интеграциялануы мүмкін; ал маймен толтырылған қондырғылар үшін сыртқа немесе эксплозиядан қорғалған механикалық бөлмеге шығатын арнайы шығару құбырлары қажет.
• Аумақты тиімді пайдалану: Құрғақ типтегі трансформаторлар тығыз орналастыруды (бір-бірінен көлденең қашықтығы 1 м) қамтамасыз етеді, ал маймен толтырылған қондырғылар ақаулы жағдайларда өрт таралу қаупін шектеу үшін бір-бірінен кемінде 2,5 м қашықтықта орналасуы тиіс.

Таңдау кеңістікті үнемдеуді ғана емес, сонымен қатар жұмыс істеу циклының қауіп-қатерлерін де ескеруі тиіс — құрғақ типтегі трансформаторлардың сұйықтықтардың төгілуі мен жанғыштығына байланысты қаупі жоқ, бірақ оларға айналадағы ортаның температурасын қатаңырақ реттеу мен тозаңды жою шаралары қажет.

Ішкі ортада жұмыс істейтін трансформаторлар үшін жылу реттеуі мен желдету

Салқындату әдісін таңдау: табиғи конвекция, мәжбүрлеп ауа беру және ауа өткізгіштерге қойылатын талаптар

Салқындату әдісі трансформатордың қызмет ету мерзіміне, пайдалы әсер коэффициентіне және кеңістіктегі орналасуына тікелей әсер етеді. Табиғи конвекция (ONAN) ауасы жақсы циркуляцияланатын, айналадағы орта температурасы тұрақты бөлмелерде орнатылатын кіші қуатты трансформаторларға (<2 500 кВА) сай келеді. Жоғары жүктемелер немесе шектеулі кеңістіктер үшін мәжбүрлеп ауа беру (ONAF) қажет болады — ол үшін арнайы жасалған ауа өткізгіштері қажет:

• Ауа өткізгіштерінің көлденең қимасы радиатордың бетінің ауданынан 150–200% артық болуы керек, бұл ауа ағысының жылдамдығын ≥2 м/с деңгейінде ұстайды
• Ауа өткізгіштерінің трассалары ауа ағысында турбуленттілік немесе қысымның төмендеуін туғызатын сүйір бұрыштар, иілулер немесе кедергілерден аулақ болуы керек
• Радиаторлардың барлық жағынан кемінде 1 м кедергісіз аралық қажет, сонымен қатар ыстық ауаның қайта циркуляциялануын болдырмау үшін жылу шығаратын жабдықтардан (мысалы, UPS жүйелері, қосқыш құрылғылары) оларды изоляциялау қажет

Жобалау кезіндегі жылулық моделдеу — IEC 60076-7 стандартына сәйкес расталған құралдарды пайдалана отырып — суыту қуатының ең қолайсыз жүктеме профилдері мен сыртқы ортаның экстремалды шарттарына сәйкес келетінін қамтамасыз етеді

Температураның көтерілу шектері (мысалы, H класы үшін 115 K) және сыртқы ортаның температурасына байланысты қуаттың төмендеуі бойынша нұсқаулар

Трансформатордың оқшаулануының қызмет ету мерзімі шынымен сол температура шектерін сақтауға байланысты. Көпшілік құрғақ типті трансформаторлар класс H оқшаулануды қолданады, бұл 40 °C-қа тең негізгі ауа температурасынан шамамен 115 Кельвинге дейін температураны көтеруге мүмкіндік береді. Бұл шектерден асып кеткен кезде материалдар әдеттегіден тезірек бұзыла бастайды. Аррениус ережесіне сәйкес, егер температура қажетті деңгейден 8–10 градусқа жоғары болса, оқшаулану екі есе тез бұзылады. Трансформаторлар ыстық ортада жұмыс істеген кезде де қуатын төмендетуі (дерейтинг) қажет. Әрбір градус Цельсий 40 °C-тан жоғары болған сайын қуаты 0,4% төмендейді. Мысалы, 1000 кВА трансформаторы қоршаған ауа температурасы 45 °C-қа жеткен кезде шамамен 960 кВА ғана береді. Барлық жабдықтарды толық қуатта жұмыс істету үшін ауа температурасын 40 °C-тан төмен, сондай-ақ салыстырмалы ылғалдылықты 60%-дан төмен ұстайтын жақсы желдету жүйелері қажет. Бұл қатты оқшаулану материалына ылғалдың сіңіп кетуін болдырмауға және осы қиыншылық туғызатын жартылай разрядтардың пайда болуын тоқтатуға көмектеседі.

10 кВ трансформаторлық жүйелердегі электр қауіпсіздігі мен жерге қосылу

IEEE 80 стандартына сәйкес келетін және жанасу/қадам кернеуін шектейтін төмен кедергілі жерге қосылу жобасы

Төмен кедергілі жерге қосылу жүйесі — персонал қауіпсіздігі мен жабдықты қорғау үшін негізгі, бірақ міндетті емес шешім. IEEE 80 және IEC 61936 стандарттарына сәйкес жобаланған бұл жүйе авариялық токты қауіпсіз таратады және қол жетімді беттер бойынша қауіпті кернеу градиенттерін шектейді. Негізгі орындалатын көрсеткіштер мыналар:

• Жерге қосылу торабының кедергісі ≤5 Ом (ішкі қосқыштар үшін саладағы ең жақсы тәжірибе)
• Болжанатын авариялық токтарды өткізуге арналған #2 AWG мыс өткізгіш немесе одан ірі өткізгіштерді пайдалану
• Трансформатор қорабы, нейтрал нүктесі, кернеу шабуылынан қорғағыштар және металданған қораптардың бірдей потенциалды аймақ құру үшін бір-біріне қосылуы

IEEE 80 стандарты желі геометриясына қойылатын талаптарды белгілейді, оған әдетте кемінде 600 мм болатын өткізгіштердің тереңдігі, компоненттер арасындағы дұрыс аралық және шамамен 2,4 метр немесе одан да тереңге созылатын вертикаль электродтарды орналастыру сияқты талаптар кіреді. Бұл талаптар қауіпті адымдық және жанасу потенциалдарын бақылауға көмектеседі, оларды идеалды түрде 100 вольттық порогтан төмен ұстайды. Жерге қосу кедергісін тексеру әр жылы жүргізілуі керек, себебі топырақтың қасиеттері өзгерген кезде немесе байланыстарды коррозия бастап жеп кеткен кезде ешкім бұны байқамайды — дейін қандай да бір ақау пайда болғанша. Мысалы, қауіпсіздік ең маңызды болатын дерек орталықтарын қарастырайық. Жерге қосу жүйелері нормативті талаптарға сай келген кезде, олар доғалық жарқылдан туындайтын инциденттерді қатты азайтады. 2024 жылғы салалық көрсеткіштер бойынша, бұл талаптарға сай жүйелер заңды емес жүйелермен салыстырғанда жарақат алу қаупін шамамен екі есе азайтады.

Механикалық орнату: негіз, тұрақтылық және тербелістерді реттеу

Бетондық тақта сипаттамалары, сейсмикалық бекіту және тербелістерге қарсы орнату бойынша ең жақсы тәжірибелер

Ішкі 10 кВ трансформаторларды орнатқан кезде біз әдеттегі еден беттерінен тыс арнайы негіз жұмыстарын қажет ететін динамикалық жүктемелермен жұмыс істейміз. Бетонды тақталар үшін шарт – кемінде 200 мм қалыңдықта, барлық аумағында болат торша арқылы күшейтілуі керек. ASTM C31 стандарттарына сәйкес дұрыс кептіру бетонның шамамен 30 МПа немесе одан жоғары беріктікке жетуін қамтамасыз етеді. Жер сілкінісі жиі болатын аймақтарда орналасқан трансформаторлар үшін анкерлік болттар IEEE C57.12.00 стандарттарына сәйкес тереңдік пен айналдыру моменті талаптарын қанағаттандыруы керек. Олар жер сілкінісі кезінде горизонталь тербеліс күштерінен құрылғыны бөлетін негіз изоляциялық опораларымен бірге қолданылуы керек. Тербелістерді жою үшін көптеген орнатулар трансформатор негізінің астына резеңке тәрізді табақшаларды қолданады. Өткен жылы PGP Journal журналында жарияланған зерттеулерге сәйкес, өрістегі сынақтар осы табақшалардың резонанстық таратуды дәстүрлі қатты опораларға қарағанда шамамен 70% азайтатынын көрсетті. Тербелістерді бақылау мен жер сілкінісіне бекіту арасындағы байланыс та маңызды. Егер болттар дұрыс тартылмаса немесе табақшалар дұрыс сығылмаса, екі жүйе де бір уақытта істен шығады. Сондықтан тәжірибелі техниктер әдетте соңғы тексеруді өрістегі модалдық сынақтар арқылы жүргізеді, олар трансформатордың жұмыс істеу жиілігі (мысалы, толық қуатта жұмыс істегендегі қалыпты 120 Гц гулдауы) мен табиғи жиіліктерінің қиылысуын болдырмау үшін қамтамасыз етеді.

Іске қосу, сынақ және реттеуші сәйкестікті тексеру

10 кВ-тық ішкі трансформатор орнатуларының қауіпсіздігі мен сенімділігін қамтамасыз ету үшін толық іске қосу және сынақ жасау — шартты түрде қажет. Бұл процесстер реттеуші сәйкестіктің негізгі дәлелі болып табылады. Бұл процесс алдын ала энергия беруден басталады және толық электрлік пен механикалық тексеруден өтеді.

Іске қосудың алдындағы тексеру: тақияшақтағы мәліметтерді тексеру, көріністік бүтіндік және ылғалдылықты тексеру

Барлық құрылғыларды іске қосудан бұрын, бәрінің физикалық тұрғыдан дайын екендігіне көз жеткізуіміз керек. Техниктер алдымен жобалау кезінде расталған кернеу қатынастары, импеданстық деңгейлері, векторлық топтары және салқындату класы сияқты номиналдық ақпаратты тексеруі керек. Сапалы визуалды тексеру бушингтердегі трещиналар мен тозу белгілерін қарастырады, қосылу нүктелерінің дұрыс айналдыру моментімен бекітілгенін растайды, сальниктердің әлі де тығыз орналасқанын тексереді және жеткізу немесе тасымалдау кезінде пайда болған зақымдануларды анықтайды. Бірақ ең маңыздысы — қағаз негізіндегі изоляциялық материалдардағы ылғалдың мөлшерін өлшеу. Жиілік аймағындағы спектроскопия немесе поляризациялық ыдырау тогы сияқты сынақтар бұл көрсеткіштерді береді. Егер ылғалдың мөлшері 1,5% асып кетсе, жүйені кептіру керек, себебі Doble Engineering компаниясының өткен жылғы зерттеулеріне сәйкес, изоляциядағы артық су оның қызмет ету мерзімін шамамен екі есе қысқартады. Сонымен қатар, барлық осы сынақ нәтижелері жабдықтың сапа бақылауынан өтуін бағалаған кезде IEEE C57.12.90 және IEC 60076-3 сияқты салалық стандарттарда көрсетілген талаптарға сай келуі тиіс.

Сындық электрлық сынақтар: изоляциялық кедергі, орамдар қатынасы, орам кедергісі және SFRA

Тексеруден кейін стандартталған электрлық сынақтар құрылғының қызмет ету бітіндігін растайды:

• Изоляциялық кедергі (IR): 5 кВ мегаомметрмен өлшенеді; нәтижелер температураға түзетіледі және ластану немесе ылғалдың енуін анықтау үшін базалық мәндерге немесе IEEE 902 шектеріне салыстырылады
• Орамдар қатынасы (TTR): Кернеу трансформациясының дәлдігін паспортында көрсетілген мәннен ±0,5% шегінде тексереді — таптауыш өзгертушінің дұрыс орналаспауын немесе орамдар ақауын көрсетеді
• Орам кедергісі: Тұрақты ток микр-омметрлерін пайдаланып, бос қосылыстарды немесе фазалар арасындағы симметриясыз орам жолдарын анықтайды; фазалар арасындағы айырым 2%-дан асқан жағдайда қосымша зерттеу қажет
• Жиілік бойынша жылжулық жауап талдауы (SFRA): 1 кГц–2 МГц жиілік ауқымы бойынша амплитуда-фазалық жауаптарды салыстыру арқылы механикалық «саусақ ізін» құрады; 3 дБ-дан асатын ығысу сердекенің орын ауысуын, орамның деформациялануын немесе бекіту қатесін көрсетеді

Бұл сынақтар жиынтығы бірінші рет қосуға дейінгі қажетті ұқыптылықты растайтын NEC 450.6 мақаласы, OSHA 1910.303 және сақтандырушылардың тағайындаған іске қосу протоколдарын қанағаттандырады.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

10 кВ ішкі трансформаторды орнату үшін қандай аралық талаптары қойылады?

Қауіпсіздік пен жөндеу жұмыстары үшін жеткілікті аралықтарды қамтамасыз ету өте маңызды. Алдыңғы және артқы жақтардағы аралықтар 1,5–3 метр, бүйірлерде — 1–1,5 метр, ал жоғарыдан аралықтар 1,8–2,5 метр болуы керек.

Құрғақ типті және майлы трансформаторлар арасындағы негізгі айырмашылықтар қандай?

Құрғақ типті трансформаторлардың аумағы кішірек болады: олар майлы трансформаторларға қарағанда шамамен 30% кем орын алады. Олар интеграцияланған ЖЖК (жылу-желдету-ылғалдылық) аймақтарын талап етеді, ал майлы трансформаторларға арналған арнайы шығару желістері қажет. Сонымен қатар, майлы трансформаторлар үшін өрттен қорғау бөліктері мен майды ұстау үшін сұйықтық қабылдағыш ыдыстары (сампы) қажет.

Салқындату әдістері трансформаторларды орнатуға қалай әсер етеді?

Трансформатордың тиімділігі мен қызмет ету мерзіміне табиғи конвекция немесе мәжбүрлі ауа салқындату сияқты дұрыс салқындату әдісін таңдау әсер етеді. Дұрыс желдету жолдары мен желдету маңызды, сонымен қатар жылулық модельдеу салқындату қажеттіліктерін жүктеме талаптарына сәйкестендіруге көмектеседі.

Іске қосудың алдындағы тексеру процесіне нелер кіреді?

Іске қосудың алдындағы тексеру процесіне паспортық ақпаратты тексеру, физикалық бүтіндікті қамтитын көріністі тексеру және оқшаулайтын материалдардағы ылғалдың деңгейін сынау кіреді. Егер ылғал деңгейі нормалардан асып кетсе, оқшауланудың нашарлауын болдырмау үшін кептіру қажет.