Trasformatore per centrale elettrica a carbone|Trasformatore Yawei

A centrale elettrica a carbonedipende da un sistema elettrico stabile tanto quanto dipende dalla sua caldaia, turbina e generatore. I trasformatori sono una parte importante di quel sistema. Alzano o abbassano la tensione dove necessario, collegano il generatore alla rete di trasmissione e forniscono energia ai numerosi sistemi ausiliari operanti all'interno dell'impianto.

È facile concentrarsi sul generatore e sulla turbina quando si parla di una centrale elettrica. Ma se un grande trasformatore dovesse guastarsi, l’impatto potrebbe essere altrettanto grave. Un adattotrasformatore per centrale elettrica a carboneapplicazioni devono gestire carichi elevati, grandi correnti di guasto, condizioni operative impegnative e lunghe ore di funzionamento continuo.

La scelta del trasformatore, quindi, non riguarda semplicemente la scelta della potenza MVA. Il rapporto di tensione, l'isolamento, il raffreddamento, la resistenza al corto-circuito, l'aumento della temperatura, la protezione, il monitoraggio e le condizioni di installazione sono tutti fattori importanti.

Che cos'è un trasformatore per una centrale elettrica a carbone?

Un trasformatore per una centrale elettrica a carbone trasferisce l'energia elettrica tra diversi livelli di tensione all'interno della centrale elettrica e tra la centrale elettrica e la rete pubblica.

Il generatore normalmente produce energia elettrica a media tensione. Tuttavia, l’elettricità spesso deve essere trasmessa a una tensione molto più elevata per ridurre le perdite di trasmissione. Questo è dove ilgeneratore-trasformatore step-up, comunemente chiamato aTrasformatore GSU, entra. Aumenta la tensione del generatore alla tensione di trasmissione.

C'è un altro lato del sistema. L'impianto stesso consuma una grande quantità di elettricità. I trasportatori di carbone, i frantoi, i polverizzatori, le pompe, i ventilatori, le apparecchiature di raffreddamento, i sistemi di trattamento dell'acqua, le apparecchiature per la gestione delle ceneri e i sistemi di controllo dell'inquinamento necessitano tutti di energia elettrica.

I trasformatori di servizio ausiliari e di stazione alimentano questi carichi alla tensione appropriata.

Quindi, in termini semplici, i trasformatori forniscono il collegamento elettrico trageneratore, sistemi ausiliari dell'impianto e rete elettrica.

Principali trasformatori utilizzati in una centrale elettrica a carbone

Una centrale elettrica a carbone solitamente ha diversi tipi di trasformatori anziché un’unica grande unità che fa tutto. Ogni trasformatore ha un compito specifico e la sua potenza dipende dalla configurazione dell'impianto e del sistema elettrico.

La disposizione esatta può variare notevolmente da un progetto all'altro. Una grande centrale elettrica può utilizzare diversi trasformatori per creare percorsi di alimentazione separati e migliorare l'affidabilità.

Generatore-Trasformatore step-up

ILgeneratore-trasformatore step-upè uno deitrasformatori più importanti in una centrale elettrica a carbone.

Un generatore può produrre elettricità, ad esempio, a 15,75 kV, mentre la rete di trasmissione funziona a 220 kV, 330 kV, 500 kV o un altro livello di tensione-alto. Il trasformatore GSU aumenta la potenza del generatore alla tensione richiesta dal sistema di trasmissione.

Poiché il trasformatore GSU gestisce l'intera potenza dell'unità di generazione, di solito ha una potenza MVA elevata. Richiede inoltre una struttura meccanica robusta e un sistema di isolamento attentamente progettato.

La resistenza al corto-circuito è particolarmente importante. Durante un guasto, sugli avvolgimenti del trasformatore possono agire forze elettromagnetiche molto elevate. Se la struttura dell'avvolgimento non è sufficientemente resistente, possono verificarsi gravi deformazioni.

I trasformatori GSU di grandi dimensioni sono generalmente immersi nell'olio- e possono includere radiatori, ventole di raffreddamento, passanti ad alta-tensione, apparecchiature di presa, sistemi di monitoraggio e vari dispositivi di protezione.

Trasformatori ausiliari per centrali elettriche a carbone

Una centrale elettrica a carbone non invia tutta l’elettricità generata alla rete. All'interno della stazione viene consumata molta energia.

Grandi motori azionano pompe dell'acqua di alimentazione delle caldaie, ventilatori a tiraggio forzato-, ventilatori a tiraggio indotto-, pompe dell'acqua di raffreddamento-, trasportatori di carbone, polverizzatori, apparecchiature per la movimentazione delle ceneri-e altri macchinari. I trasformatori ausiliari forniscono la tensione necessaria a questi sistemi.

Il dimensionamento di un trasformatore ausiliario richiede molto più che una semplice analisi della capacità del generatore. Gli ingegneri devono considerare il carico ausiliario effettivo, le correnti di avviamento del motore, la diversità del carico, i modelli operativi, i requisiti di tensione e la possibile espansione futura.

Ciò diventa particolarmente importante quando più motori di grandi dimensioni si avviano contemporaneamente. Un trasformatore con capacità insufficiente o impedenza inadeguata può contribuire a un'eccessiva caduta di tensione e a un funzionamento instabile.

Avvia-Transformer

Un'unità di produzione ha bisogno di elettricità prima di poter generare elettricità. A prima vista può sembrare un po’ strano, ma è una parte importante del funzionamento della centrale elettrica.

Prima che il generatore sia sincronizzato con la rete, molti sistemi devono già essere in funzione. Pompe, ventilatori, apparecchiature di controllo, apparecchiature per la movimentazione del carbone, sistemi di lubrificazione e altre apparecchiature ausiliarie potrebbero richiedere alimentazione esterna.

ILtrasformatore di avvio-riceve energia dalla rete esterna e alimenta questi sistemi durante l'avvio-dell'impianto. Può anche supportare carichi ausiliari durante lo spegnimento o quando l'unità di generazione non è disponibile.

La potenza nominale e la configurazione richieste dipendono dalla sequenza di avvio-dell'impianto, dal carico ausiliario, dalla connessione alla rete e dalla progettazione elettrica complessiva.

Requisiti chiave del trasformatore per una centrale elettrica a carbone

Si prevede che i trasformatori nelle centrali elettriche a carbone-funzionino in modo affidabile per molti anni. Sono spesso esposti a carichi elevati e a condizioni industriali impegnative, quindi la progettazione deve lasciare poco spazio alle scorciatoie.

Elevata capacità MVA

Il trasformatore deve gestire il suo carico nominale in modo continuo senza un eccessivo aumento della temperatura.

Per un trasformatore GSU, la potenza MVA è strettamente correlata all'uscita del generatore. I trasformatori dei servizi ausiliari e di stazione sono dimensionati in base al fabbisogno elettrico interno dell'impianto.

Durante la fase di progettazione è necessario considerare i carichi di punta, l'avviamento del motore, i carichi intermittenti, la diversità del carico e l'espansione futura.

Forte isolamento dall'alta-tensione

I trasformatori GSU possono essere collegati a sistemi di trasmissione-a tensione molto elevata. Il loro isolamento deve resistere alla normale tensione operativa, nonché a sovratensioni di commutazione, impulsi di fulmini e altre sollecitazioni transitorie.

Un buon coordinamento dell'isolamento è particolarmente importante quando il trasformatore si collega direttamente a un quadro di distribuzione ad alta-tensione.

Elevata resistenza al cortocircuito-

Un cortocircuito può creare enormi forze meccaniche all'interno di un trasformatore. Queste forze sono particolarmente importanti per i grandi trasformatori collegati a potenti generatori e a reti ad alta-capacità.

Gli avvolgimenti, la struttura di bloccaggio, i conduttori e gli altri componenti interni devono essere progettati per resistere a queste sollecitazioni senza deformazioni permanenti.

Raffreddamento affidabile

I trasformatori generano calore attraverso le perdite del nucleo e degli avvolgimenti. Questo calore deve essere rimosso in modo efficace, soprattutto quando il trasformatore funziona continuamente a carico elevato.

A seconda delle dimensioni e del design del trasformatore, il raffreddamento può utilizzare la circolazione naturale dell'olio e il raffreddamento ad aria naturale, il raffreddamento ad aria forzata o soluzioni di raffreddamento più avanzate. Le designazioni comuni di raffreddamento per trasformatori immersi in olio-di grandi dimensioni includono ONAN e ONAF.

Per una centrale elettrica a carbone, anche le apparecchiature di raffreddamento dovrebbero essere facili da ispezionare e manutenere. Ove appropriato, la ridondanza può aiutare a ridurre il rischio di un guasto del sistema di raffreddamento-che incide sul funzionamento del trasformatore.

Monitoraggio in linea

I moderni trasformatori di potenza possono essere dotati di sistemi di monitoraggio che forniscono agli operatori informazioni utili sul loro stato.

È possibile monitorare la temperatura dell'olio, la temperatura dell'avvolgimento, il livello dell'olio, la pressione, i gas disciolti, le condizioni delle boccole e lo stato del sistema di raffreddamento-, a seconda del progetto del trasformatore.

Questo tipo di informazioni è prezioso perché può rivelare condizioni anomale prima che si trasformino in un grave guasto del trasformatore.

Raffreddamento dei trasformatori nelle centrali elettriche a carbone

Il raffreddamento merita un'attenzione particolare sui grandi trasformatori. Un trasformatore che funziona continuamente sotto carico pesante può generare una notevole quantità di calore.

In un trasformatore-immerso in olio, l'olio isolante svolge due funzioni contemporaneamente. Fornisce isolamento elettrico e trasferisce il calore lontano dal nucleo e dagli avvolgimenti. L'olio riscaldato circola quindi verso radiatori o altre apparecchiature di raffreddamento, dove viene rilasciato il calore.

La disposizione di raffreddamento appropriata dipende dalla capacità del trasformatore, dalla temperatura ambiente, dal profilo di carico e dai requisiti del progetto.

Per uncentrale elettrica a carbone, anche le apparecchiature di raffreddamento dovrebbero essere considerate dal punto di vista della manutenzione. Una ventola di raffreddamento, una pompa o un componente di controllo non dovrebbero diventare un inutile punto di guasto.

Protezione del trasformatore

La protezione del trasformatore è un'altra parte importante del sistema elettrico della centrale elettrica. UNun guasto su un trasformatore di grandi dimensioni può svilupparsi rapidamente e potenzialmente causare ingenti danni all'apparecchiatura.

A seconda dei requisiti del trasformatore e del progetto, la protezione può includere protezione differenziale, protezione da sovracorrente, protezione da guasto a terra ristretta-, protezione da sovraeccitazione, protezione dalla temperatura e protezione relativa alla pressione-.

I trasformatori immersi in olio-di grandi dimensioni possono anche utilizzare relè Buchholz, dispositivi di limitazione della pressione, indicatori del livello dell'olio e indicatori della temperatura dell'olio-superiore.

Le impostazioni di protezione devono essere coordinate con il generatore, il quadro, le sbarre collettrici e il sistema di protezione della rete. L'obiettivo è semplice: isolare rapidamente un guasto reale evitando spostamenti non necessari durante le normali condizioni operative.

Considerazioni sulla scelta del trasformatore

Quando si sceglie atrasformatore per centrale elettrica a carbone, è meglio guardare all'intero sistema elettrico invece di concentrarsi solo sulla capacità nominale del trasformatore.

Per un progetto reale, le specifiche del trasformatore dovrebbero essere sviluppate insieme al generatore, al quadro, alla connessione alla rete, al sistema di protezione e ai carichi elettrici ausiliari. Trattare il trasformatore come un pezzo di apparecchiatura isolato può portare a problemi in seguito.

Perché l'affidabilità del trasformatore è importante

Di solito si prevede che un trasformatore rimanga in servizio per decenni. Quando una unità importante fallisce, tuttavia, le conseguenze possono essere immediate.

Ad esempio, un guasto al trasformatore GSU può mettere offline un'intera unità di produzione. La riparazione o la sostituzione di un trasformatore di potenza di grandi dimensioni può richiedere molto tempo, soprattutto se un'unità sostitutiva non è prontamente disponibile.

Ecco perché l'affidabilità del trasformatore inizia molto prima che l'apparecchiatura raggiunga la centrale elettrica.

La selezione dei materiali, la progettazione del nucleo e dell'avvolgimento, la qualità della produzione, i test in fabbrica, il trasporto, l'installazione, la messa in servizio e la manutenzione svolgono tutti un ruolo nella durata di servizio del trasformatore.

Anche il monitoraggio delle condizioni sta diventando sempre più importante. Per i trasformatori immersi in olio-, l'analisi dei gas disciolti (DGA) viene comunemente utilizzata per identificare segni di surriscaldamento, deterioramento dell'isolamento, archi elettrici e altre condizioni anomale.

Test sui trasformatori per applicazioni in centrali elettriche a carbone

Il test è un passaggio importante prima che un trasformatore venga spedito a una centrale elettrica a carbone.

A seconda del tipo di trasformatore e degli standard applicabili, i test in fabbrica possono includere la misurazione della resistenza dell'avvolgimento, test del rapporto di trasformazione del trasformatore, test della resistenza di isolamento, misurazione della perdita di carico e della corrente senza-carico, test dell'impedenza di cortocircuito-e della perdita di carico, test dielettrici, test di aumento della temperatura-e altri test richiesti.

Per i trasformatori di potenza di grandi dimensioni, i test di accettazione in fabbrica sono particolarmente utili. Offre al team di progetto l'opportunità di confermare che il trasformatore soddisfa le specifiche tecniche concordate prima del trasporto e dell'installazione.

Una volta che il trasformatore raggiunge il sito, i test di messa in servizio dovrebbero verificare l'installazione, i collegamenti, la messa a terra, i sistemi di protezione e le apparecchiature associate.

Norme per trasformatori di centrali elettriche

Le specifiche del trasformatore devono seguire gli standard richiesti dal progetto, dal servizio di pubblica utilità e dalle normative locali.

CEI 60076è ampiamente utilizzato a livello internazionale per la progettazione e il collaudo dei trasformatori di potenza. A seconda dell'ubicazione del progetto, possono applicarsi anche gli standard IEEE e altri standard nazionali o regionali.

Una specifica dettagliata del trasformatore dovrebbe normalmente definire la potenza nominale, il rapporto di tensione, la frequenza, il livello di isolamento, il gruppo vettoriale, l'impedenza, la classe di raffreddamento, l'aumento di temperatura, la disposizione delle prese, gli accessori, i requisiti di monitoraggio e i requisiti di test.

Ottenere questi dettagli fin dall'inizio può risparmiare molti problemi in seguito.

Trasformatore Yawei per centrali elettriche a combustibile a carbone

Un trasformatore affidabile è una parte fondamentale dell'infrastruttura elettrica di acentrale elettrica a carbone. Dal trasformatore elevatore del generatore-che collega l'unità di generazione alla rete di trasmissione ai trasformatori ausiliari e di avviamento-di avviamento che alimentano le apparecchiature all'interno dell'impianto, ogni trasformatore ha un ruolo specifico da svolgere.

ATrasformatore Yawei, le soluzioni di trasformatori possono essere personalizzate per diverse applicazioni industriali e di generazione di energia. La progettazione del trasformatore può essere sviluppata in base al livello di tensione richiesto, alla capacità MVA, al metodo di raffreddamento, al sistema di isolamento, all'ambiente operativo, ai requisiti di protezione, al sistema di monitoraggio e agli standard internazionali applicabili.

Per i progetti di produzione di energia elettrica alimentata a carbone-, seleziona l'opzione giustatrasformatore per centrale elettrica a carbonele applicazioni nelle prime fasi del processo di progettazione possono fare davvero la differenza. Un trasformatore progettato correttamente supporta una tensione stabile, un funzionamento affidabile dell'impianto, una manutenzione più semplice e prestazioni di servizio a lungo termine.

Se stai acquistando atrasformatore per centrale elettrica a carbone, Yawei Transformer può sviluppare una soluzione basata sulla capacità del generatore, sui livelli di tensione, sui carichi ausiliari, sui requisiti di connessione alla rete e sulle specifiche del progetto.

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