Was ist ein OLTC-Öltransformator mit Doppelwicklung?

I. Produktdefinition und Modellinterpretation

Der spannungsgeregelte Öltransformator mit Doppelwicklung unter Last bezieht sich auf:

• Doppelwicklung: Es enthält nur zwei Sätze Hochspannungs- und Niederspannungswicklungen. Der Aufbau ist einfacher als der von Dreiwicklungen und eignet sich für die Umwandlung einer einzelnen Spannungsebene.

• Spannungsregelung unter Last: Ausgestattet mit einem Laststufenschalter (OLTC), der die Anzapfung umschalten kann, um das Übersetzungsverhältnis anzupassen und die Ausgangsspannung zu stabilisieren, wenn der Transformator unter Last arbeitet, ohne die Stromversorgung zu unterbrechen.

• Ölgeschützter Typ: Der Gerätekörper ist in Isolieröl getaucht. Das Öl hat die Funktionen Isolierung, Wärmeableitung und Lichtbogenlöschung. Normalerweise wird eine gewellte Öltank- oder Ölausdehnungsgefäßstruktur verwendet.

Typisches Modellbeispiel: SZ11-31500/35

• S: dreiphasig

• Z: Spannungsregelung unter Last (ohne diesen Buchstaben bedeutet dies normalerweise Spannungsregelung ohne Erregung)

• 11: Leistungsstufencode (entsprechend Energieeffizienzstufen wie S13/S20/S22 und anderen Iterationen)

• 31500: Nennkapazität (kVA)

• 35: Nennspannung der Oberspannungsseite (kV)

II. Zusammensetzung der Kernstruktur

Der Aufbau dieses Produkts lässt sich in folgende Kernsysteme unterteilen:

1. Körperteile

• Eisenkern: Es werden kornorientierte, kaltgewalzte Siliziumstahlbleche mit hoher magnetischer Permeabilität und eine vollständig schräge, gestapelte Struktur verwendet, um Leerlaufverluste und Geräusche zu reduzieren.

• Wicklung: Konzentrische Doppelwicklungsstruktur, die Hochspannungswicklung ist mit mehreren Gruppen von Anzapfungen ausgestattet, die zum Stufenschalter führen; Die Niederspannungswicklung verwendet meist Kupferfolie oder sauerstofffreien Kupferdraht, um die mechanische Festigkeit und Kurzschlussfestigkeit zu verbessern.

2. Druckregelgerät (Kernunterschied)

• Laststufenschalter (OLTC): Enthält Wahlschalter, Lastumschalter, Übergangswiderstand oder Vakuumunterbrecher. Es verfügt über unabhängige Lichtbogenlösch- und Ölkammerstrukturen, um zu verhindern, dass beim Schalten erzeugte Karbide das Isolieröl des Haupttanks verunreinigen. Es verfügt über einen Übergangsprozess, bei dem „zuerst ein- und dann unterbrochen“ wird, um die Kontinuität des Stroms sicherzustellen.

3. Kraftstofftank und Ölsystem

• Kraftstofftank: Er ist unterteilt in gewellten Kraftstofftank (vollständig abgedichtet, wartungsfrei, Ausdehnung und Kontraktion je nach Öltemperatur) oder Kraftstofftank mit Ölausdehnungsgefäß (ausgestattet mit Feuchtigkeitsabsorber und Ölstandsanzeige).

• Isolieröl: spielt die Rolle des Isoliermediums und Kühlmediums. Die Durchschlagspannung und der Spurenwassergehalt müssen regelmäßig überwacht werden.

4. Schutz- und Hilfskontrollsystem

• Ausgestattet mit Gasrelais (Gasschutz), Überdruckventil, Thermometer (obere Öltemperatur/Wicklungs-Hotspot) und optionalem automatischen Spannungsregler (AVC) zur ferngesteuerten oder automatischen Gangeinstellung.

III. Funktionsprinzip: Wie realisiert man eine „Live-Spannungsregelung“?

Sein Grundprinzip basiert noch immer auf dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion (U_1/U_2 = N_1/N_2). Der Kern der Spannungsregelung besteht darin, die effektive Windungszahl N_1 der Hochspannungswicklung zu verändern:

• Wenn die Spannung niedrig ist: Die Steuerung weist den Stufenschalter an, zu arbeiten, die Anzahl der Windungen auf der Hochspannungsseite zu erhöhen (in einen niedrigen Gang schalten) und das Übersetzungsverhältnis zu erhöhen, wodurch die Ausgangsspannung auf der Sekundärseite erhöht wird.

• Bei hoher Spannung: Windungszahl auf der Hochspannungsseite reduzieren (auf hohes Niveau schalten), Übersetzungsverhältnis reduzieren und sekundärseitige Spannung reduzieren.

Schaltvorgang unter Last (Schlüssel):

Im Moment des Umschaltens überbrückt die Übergangsschaltung (einschließlich Übergangswiderstand) zwei benachbarte Anzapfungen, begrenzt den zirkulierenden Strom und vervollständigt die Lichtbogenlöschung, wodurch eine unterbrechungsfreie Übertragung des Laststroms ohne Stromausfall während des gesamten Prozesses gewährleistet wird.

IV. Technische Merkmale aund Vorteile

• Hohe Stromversorgungskontinuität: Im Gegensatz zur Spannungsregelung ohne Erregung (die eine Anpassung bei Stromausfall erfordert) realisiert die Spannungsregelung unter Last eine dynamische Spannungskorrektur, die sich besonders für Lasten eignet, die empfindlich auf Spannung reagieren oder nicht ausgeschaltet werden können (z. B. Halbleiterproduktionslinien und Krankenhäuser).

• Kontrollierbare Spannungsqualität: Der Spannungsregelbereich beträgt normalerweise ±10 % oder ±15 % (z. B. 35 ± 3 x 2,5 %), wodurch Netzspannungsabfälle und Schwankungen im Stromnetz wirksam ausgeglichen werden können.

• Starke Wärmeableitung und Überlastfähigkeit: Die in Öl getauchte Struktur ist mit einem Chipkühler oder einer Luftkühlung (ONAF) ausgestattet und eignet sich für den Langzeitbetrieb mittlerer und großer Kapazitäten (z. B. 800 bis 31.500 kVA oder sogar größer).

• Energieeffizienz-Upgrade: Die meisten modernen Produkte entsprechen dem Energieeffizienzstandard GB 20052-2020 (Stufe S22/S20) und der Leerlaufverlust ist deutlich geringer als bei älteren Modellen (S9/S11).

V. Typische Anwendungsszenarien

1. Regionales Umspannwerk und Verteilungsnetz: 35 kV/10 kV oder 110 kV/10 kV Haupttransformator des Umspannwerks, der zur Anpassung der Einspeisespannung verwendet wird, um die Qualität des privaten und gewerblichen Stroms sicherzustellen.

2. Industrie- und Bergbauunternehmen sowie Schwerindustrie: Stoßbelastungsszenarien wie Stahl, Chemie und Elektrolytaluminium erfordern eine häufige Spannungsregelung, um Spannungsversätze auszugleichen, die durch starke Lastschwankungen verursacht werden.

3. Neue Energienetzanbindung (Photovoltaik/Windkraft): Die Spannung auf der Stromerzeugungsseite schwankt aufgrund von Umwelteinflüssen stark. Eine Lastspannungsregelung kann die Busspannung der Druckerhöhungsstation stabilisieren und die Netzanschlussspezifikationen erfüllen.

4. Transformation des ländlichen Stromnetzes: Der Stromversorgungsradius ist groß und die Klemmenspannung ist niedrig. Niederspannungsprobleme werden durch eine Lastspannungsregelung gelöst, die alte verlustreiche Verteilungstransformatoren ersetzt.

VI. Wichtige Punkte bei Auswahl, Betrieb und Wartung

• Kapazität und Kurzschlussimpedanz: Der Lastspielraum muss berechnet werden (es wird empfohlen, 10 % bis 15 % beizubehalten), und die Kurzschlussimpedanz muss mit dem Kurzschlussstromniveau des Systems übereinstimmen (normalerweise 4 % bis 10 %).

• Abgriffbereich und Schaltertyp: Wählen Sie einen Bereich von ±10 % oder einen größeren Bereich entsprechend der örtlichen Spannungsschwankung im Stromnetz. Bestätigen Sie, ob es sich bei dem Antriebsmechanismus um eine manuelle, elektrische oder ferngesteuerte SCADA-Steuerung handelt.

• Fokus auf Betrieb und Wartung: Konzentrieren Sie sich auf die Überwachung der Ölchromatographie-Analyse (DGA) des Laststufenschalters und achten Sie auf das Auftreten von Acetylen (Entladungsgefahr); Überprüfen Sie regelmäßig die Anzahl der Schaltbetätigungen und den Kontaktverschleiß und führen Sie das Anheben des Kerns oder den Ölwechsel gemäß den Herstellervorschriften durch.

Zusammenfassung:Doppelwicklungs-OLTC-Öltransformatoren sind aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit, kontinuierlichen Spannungsregelungsfähigkeiten und ausgereiften Ölisolationstechnologie immer noch die Hauptausrüstung im aktuellen Mittel- und Hochspannungsstromverteilungsbereich. Mit der Verbesserung der Energieeffizienzstandards und der Entwicklung intelligenter Technologien (Online-Überwachung, automatische Spannungsregelung) wird die Rolle der Spannungsunterstützung in neuen Stromversorgungssystemen immer wichtiger.