Cân bằng tải theo pha của máy biến áp cho các khu công nghiệp ở châu Phi: Khảo sát, chế độ trung tính và mở rộng

Cân bằng tải theo pha của máy biến áp cho các khu công nghiệp ở châu Phi: Khảo sát, chế độ trung tính và mở rộng

Zisheng Electric hỗ trợ công tác lập kế hoạch phân phối điện trong trường hợp một khu công nghiệp đang phát triển nhanh hơn so với kế hoạch tải ban đầu. Cân bằng tải pha của máy biến áp là một nhiệm vụ kỹ thuật thực địa: sơ đồ một dây thể hiện cấu trúc mạng, nhưng chỉ có khảo sát đo đạc thực tế mới cho thấy cách phân bố thực tế của tải một pha và ba pha theo thời gian. Một kế hoạch hợp lý giúp giảm dòng điện trung tính không cần thiết, xác định các đường dây phân phối quá tải và cung cấp cho nhà điều hành khu công nghiệp một trình tự kết nối có cơ sở vững chắc cho các kết nối trong tương lai.

Những vấn đề mà cơ chế cân bằng tải theo pha của máy biến áp có thể và không thể giải quyết

Trong hệ thống ba pha bốn dây, các dòng điện pha không bằng nhau tạo ra các thành phần thứ tự âm và thứ tự không, đồng thời có thể làm tăng dòng điện trung tính. Hậu quả phụ thuộc vào thiết bị được kết nối, chất lượng điện áp, hệ thống bảo vệ, kích thước dây dẫn và trở kháng nguồn. Việc di chuyển các mạch giữa các pha có thể giảm sự mất cân bằng, nhưng không khắc phục được các vấn đề như dây dẫn có tiết diện quá nhỏ, các điểm nối kém, sóng hài, hệ số công suất thấp hoặc máy biến áp có định mức không phù hợp. Hãy bắt đầu bằng việc chẩn đoán dựa trên số liệu đo đạc thay vì hứa hẹn một mức cải thiện cụ thể theo tỷ lệ phần trăm.

Các khu công nghiệp tại các thị trường châu Phi thường được phát triển theo từng giai đoạn. Các xưởng sản xuất, kho lạnh, văn phòng, máy bơm nước, trạm sạc và các đơn vị thuê mặt bằng thương mại quy mô nhỏ có thể được đưa vào sử dụng vào những thời điểm khác nhau. Một bố trí hệ thống điện vốn khá cân đối khi đưa vào vận hành có thể bị lệch dần khi các tải một pha được bổ sung mà không có hồ sơ ghi chép tập trung. Giải pháp là một quy trình khảo sát và phân bổ mạch điện có thể lặp lại, được thực hiện chung bởi đơn vị quản lý khu công nghiệp, nhà thầu phân phối điện và các đơn vị thuê.

Việc cân bằng tải theo pha của máy biến áp bắt đầu bằng một cuộc khảo sát có cơ sở vững chắc

Thu thập dữ liệu theo khoảng thời gian tại phía thứ cấp của máy biến áp và tại các đường dây phân phối chính. Đo điện áp pha-trung tính, dòng điện pha, dòng điện trung tính, công suất hoạt và công suất phản kháng, hệ số công suất, các đỉnh tải và các chỉ số hài liên quan. Việc đo lường tại một thời điểm cụ thể có ích trong việc phát hiện các bất thường rõ ràng, nhưng không thể phản ánh được quá trình công nghiệp tuần hoàn hoặc hoạt động theo ca. Chọn khoảng thời gian ghi dữ liệu sao cho bao quát các ca sản xuất, cuối tuần, việc chuyển đổi máy phát điện (nếu có) và các hoạt động theo mùa của hệ thống HVAC hoặc bơm.

Ghi lại điểm đo, tỷ số CT, độ chính xác của thiết bị, khoảng thời gian lấy mẫu và đồng bộ hóa thời gian. Kiểm tra việc xác định pha từ nguồn đến đường cấp điện trước khi gán tải cho một pha. Đối với máy phân tích chất lượng điện đã lắp đặt, cần xác nhận hướng của kẹp dòng và nguồn tham chiếu điện áp. Một CT bị đảo ngược hoặc sơ đồ pha không chính xác có thể khiến hệ thống cân bằng trông như không cân bằng hoặc che giấu pha thực sự đang chịu tải cao nhất.

Mỗi bản ghi khảo sát cần xác định công suất định mức và trở kháng ghi trên nhãn máy biến áp, bố trí thanh cái thứ cấp, kích thước cáp phân phối, công suất định mức của các thiết bị bảo vệ, kích thước dây trung tính, sơ đồ nối đất và các loại tải đã biết. Cần phân biệt các tải có dòng khởi động cao hoặc đầu vào chỉnh lưu phi tuyến với các tải chiếu sáng và ổ cắm thông thường. Bảng danh sách của người thuê phải ghi chú chế độ hoạt động của động cơ, hàn, UPS, bộ điều khiển tốc độ biến thiên, nguồn điện CNTT, bộ sạc xe điện và bất kỳ bộ lọc sóng hài nào.

Hãy sử dụng dữ liệu vận hành, chứ không phải một bản chụp nhanh duy nhất

So sánh xu hướng dòng điện pha tại các khoảng thời gian tương ứng và trong các điều kiện sản xuất tương tự. Dòng điện pha tối đa có thể xuất hiện trong thời gian chuyển ca, trong khi dòng điện trung tính cao nhất có thể trùng với sự kết hợp khác nhau của các thiết bị một pha phi tuyến. Kiểm tra sự mất cân bằng điện áp tại điểm nối cũng như sự mất cân bằng dòng điện. Nếu điện áp tại điểm nối đã bị mất cân bằng ngay cả khi tải nhẹ, hãy kiểm tra nguồn cấp phía thượng lưu, các kết nối biến áp và mạng lưới trước khi di chuyển các mạch điện của khách hàng.

Cần rà soát nhu cầu sử dụng so với khả năng chịu nhiệt của máy biến áp và chính sách tải đã thỏa thuận. Việc cân bằng pha không làm tăng công suất định mức ghi trên nhãn máy biến áp. Nếu tổng công suất kVA vượt quá mức tải dự kiến, việc chuyển mạch chỉ phân phối lại dòng điện và có thể gây quá tải cho một pha khác hoặc đường cấp điện phía hạ lưu. Việc đánh giá nhiệt độ cần dựa trên biểu đồ tải đã đo được, điều kiện môi trường xung quanh, hệ thống làm mát và bất kỳ yêu cầu giảm công suất nào có liên quan. Tại các địa điểm có nhiệt độ môi trường cao hoặc tiếp xúc với bụi, cần kiểm tra các bề mặt làm mát và lịch sử bảo trì trước khi quy kết nhiệt độ vận hành cao chỉ do việc phân bổ pha.

Các quyết định thực địa và các giới hạn kỹ thuật của chúng

Kiểm tra dòng điện trung tính, sóng hài và dây dẫn

Đối với các tải tuyến tính cân bằng, các dòng điện pha ở tần số cơ bản có xu hướng triệt tiêu lẫn nhau tại điểm trung tính. Các tải phi tuyến có thể làm thay đổi kết quả này. Các hài bậc ba từ các tải điện tử một pha có thể cộng dồn tại điểm trung tính thay vì triệt tiêu lẫn nhau, do đó việc cân bằng dòng điện pha đơn thuần không phải là bằng chứng cho thấy dây trung tính đang chịu tải nhẹ. Cần đo hoặc tính toán phổ hài liên quan và xác nhận khả năng chịu tải, nhiệt độ, các điểm nối và các biện pháp bảo vệ của dây trung tính so với thiết kế lắp đặt và quy định địa phương hiện hành.

Không nên coi dòng điện trung tính là lý do tự động để giảm công suất định mức của máy biến áp hoặc coi đó là bằng chứng cho thấy máy biến áp bị hỏng. Theo dõi đường dẫn đo lường, kiểm tra các đường dẫn song song giữa trung tính và đất, kiểm tra các kết nối lỏng lẻo hoặc quá nhiệt và so sánh các giá trị đo ở phía thượng nguồn và hạ nguồn. Trong trường hợp các thành phần hài có ảnh hưởng đáng kể, cần phối hợp với nghiên cứu chất lượng điện năng và các nhà sản xuất thiết bị trước khi đề xuất việc giảm công suất máy biến áp, lựa chọn hệ số K hoặc lắp đặt bộ lọc. Các lựa chọn này phụ thuộc vào phổ hài thực tế và trở kháng hệ thống.

Lập kế hoạch chuyển đổi mạch như một sự thay đổi có kiểm soát

Trước khi di dời đường cấp điện một pha, cần xác định tất cả các mạch điện trên đoạn thanh cái chung và kiểm tra mối quan hệ pha ở cả hai đầu. Kiểm tra sơ đồ kết nối, quy trình vận hành, các yêu cầu về giấy phép, các biện pháp kiểm soát hiện tượng hồ quang điện và thời gian ngừng cấp điện đã được thống nhất. Cập nhật lịch trình tủ điện, nhãn đường cấp điện, hồ sơ bảo vệ và sơ đồ một dây thực tế ngay trong ngày. Một mạch điện đã được di dời về mặt điện nhưng chưa được ghi chép sẽ trở thành vấn đề về an toàn và khắc phục sự cố trong lần bảo trì tiếp theo.

Ưu tiên các biện pháp chuyển tải có kỹ thuật đơn giản và mang lại sự giảm tải bền vững trong giai đoạn tải nặng nhất. Tránh chia tách quy trình quan trọng của khách thuê sang các pha khác nhau mà không hiểu rõ về hệ thống dây điều khiển và các cơ chế khóa liên động. Đối với việc cân bằng tạm thời, hãy ghi chép ngày hết hạn của biện pháp này và kế hoạch công việc vĩnh viễn dự kiến. Tiến hành đo lại sau khi thực hiện thay đổi trong điều kiện vận hành tương đương, sau đó so sánh xu hướng dòng điện pha, dòng điện trung tính và điện áp với giá trị cơ sở.

Thiết kế phục vụ việc mở rộng khu công nghiệp

Duy trì một sổ đăng ký tải trung tâm ghi chép chi tiết từng lô đất, đường dây cấp điện vào, cầu dao, phân bổ pha và công suất dự trữ. Đưa việc phân bổ pha vào quy trình phê duyệt kết nối cho khách thuê. Đối với các dịch vụ một pha mới, hãy phân bổ pha dựa trên dữ liệu nhu cầu đỉnh cập nhật, chứ không dựa trên quy tắc luân phiên cố định. Đối với các khách hàng sử dụng điện ba pha, cần xác nhận chế độ hoạt động ban đầu, hệ số công suất, tải phi tuyến, kế hoạch mở rộng dự kiến và chiến lược điều khiển động cơ. Công suất dự trữ phải được quy định rõ ràng và được rà soát lại khi số lượng kết nối tăng lên.

Khi công viên có nhiều máy biến áp phân phối, cần phối hợp đảm bảo cân bằng pha tại từng máy biến áp và tại điểm kết nối nguồn cấp tổng thể. Một địa điểm có thể trông như đã cân bằng tại đường dây cấp điện chính, trong khi một máy biến áp cục bộ lại bị lệch pha nghiêm trọng. Ngược lại, việc tối ưu hóa từng máy biến áp một cách độc lập có thể làm thay đổi tải tổng hợp của khu công nghiệp theo hướng không mong muốn. Cần thống nhất các chỉ số hiệu suất và phạm vi đo lường với đơn vị cung cấp điện hoặc chủ đầu tư trước khi bắt đầu các công việc khắc phục.

Tài liệu giúp đảm bảo kết quả có thể lặp lại được

Một báo cáo hữu ích cần bao gồm sơ đồ một dòng của trạm, mã định danh máy biến áp và đường dây phân phối, tình trạng hiệu chuẩn thiết bị đo, khoảng thời gian đo, biểu đồ theo khoảng thời gian, dòng điện pha và dòng điện trung tính, xu hướng điện áp, hệ số công suất, kết quả phân tích sóng hài, phân loại tải, các thao tác trên mạch, người chịu trách nhiệm xử lý, rủi ro mất điện và ngày theo dõi. Nêu rõ các giả định và giới hạn. Nếu dữ liệu không bao quát được thời điểm sản xuất cao điểm hoặc thiết bị ghi dữ liệu đã bỏ sót một phần ca làm việc, hãy nêu rõ điều đó thay vì suy diễn ra một kết quả hàng năm với độ tin cậy cao.

Hướng dẫn lựa chọn liên quan có thể tham khảo trong các bài viết trên trang web về Lập kế hoạch lắp đặt máy biến áp phân phối cho các mạng lưới điện ở châu Phi và Thông số kỹ thuật máy biến áp cho chế độ vận hành lưới điện đảo. Để hiểu rõ hơn về sản phẩm, hãy so sánh với một sản phẩm phù hợp máy biến áp phân phối gắn trên cột nhà cung cấp biến áp phân phối máy biến áp gắn pad so với các yêu cầu về điện áp, công suất, vỏ bảo vệ và kết nối của dự án.

Hãy thiết lập các ngưỡng quyết định trước khi giải thích các kết quả đo

Thống nhất các chỉ số sẽ kích hoạt hành động trước khi chiến dịch giám sát bắt đầu. Một dự án có thể so sánh dòng điện pha tối đa, độ chênh lệch dòng điện pha, dòng điện trung tính, sự mất cân bằng điện áp thanh cái và nhu cầu tải của máy biến áp với các giới hạn đã được chủ đầu tư phê duyệt. Đây là các chỉ số chẩn đoán chứ không phải là các giá trị đạt chuẩn chung. Kỹ sư dự án cần xác nhận các giới hạn áp dụng dựa trên thiết kế lắp đặt, yêu cầu của đơn vị cung cấp điện, thông số kỹ thuật của thiết bị và các quy định địa phương. Việc ghi chép cơ sở lựa chọn sẽ ngăn chặn việc trong quá trình rà soát sau này chỉ chọn những chỉ số hỗ trợ cho biện pháp can thiệp được ưa chuộng.

Để so sánh giữa các ca làm việc, hãy chuẩn hóa các giá trị đo về cùng một trạng thái sản xuất nếu có thể. Lưu ý các động cơ chính đang ngừng hoạt động, máy phát điện tạm thời, các đường vòng bảo trì và tải theo mùa. Nếu giai đoạn giám sát bỏ lỡ một chu kỳ đỉnh, hãy kéo dài thời gian khảo sát hoặc nêu rõ những thông tin mà dữ liệu không thể xác định được. Sự cải thiện rõ rệt sau khi chuyển mạch cần được kiểm tra trong điều kiện hoạt động tương đương, với cài đặt thiết bị và vị trí đo lường được giữ nguyên.

Xác định phạm vi cải tạo và mua sắm an toàn

Việc chuyển pha có thể đòi hỏi phải ngắt điện, điều chỉnh lại đầu nối cáp, phối hợp lại các thiết bị bảo vệ hoặc thay đổi bảng phân phối điện của người thuê. Phạm vi công việc cần liệt kê các điểm cách ly, trách nhiệm vận hành công tắc, quy trình khóa an toàn, thời gian ngắt điện, nhu cầu cấp điện tạm thời và các kiểm tra sau khi hoàn thành công việc. Cần xác nhận lại cách bố trí dây trung tính và dây nối đất bảo vệ trước khi thay đổi hệ thống dây điện. Bất kỳ đề xuất thay đổi nào đối với các kết nối máy biến áp, cài đặt bảo vệ hoặc cấu hình thanh cái đều yêu cầu phải có đánh giá thiết kế và gói công việc được phê duyệt; những thay đổi này nằm ngoài phạm vi của việc phân bổ lại tải đơn thuần.

Khi quá trình giám sát xác định vấn đề nằm ở công suất thay vì vấn đề phân bổ, hãy lập một bản so sánh các phương án riêng biệt. Bản so sánh này có thể xem xét các phương án như lập lịch tải, tăng cường đường dây phân phối, lắp đặt máy biến áp mới hoặc mở rộng trạm biến áp theo từng giai đoạn. So sánh các tác động trong suốt vòng đời và hoạt động dựa trên dự báo nhu cầu của chủ đầu tư, mức độ sự cố, nghiên cứu bảo vệ, hạn chế về không gian, khả năng bảo trì và các yêu cầu về giao diện với đơn vị cung cấp điện. Không nên xác định công suất thiết bị mới chỉ dựa trên một cuộc khảo sát sơ bộ. Yêu cầu các nhà thầu nêu rõ các giả định về nhiệt độ môi trường, độ cao lắp đặt, vỏ bảo vệ, hệ thống làm mát, trở kháng, tổn hao và phụ kiện, sau đó đối chiếu từng giá trị với bảng dữ liệu dự án trước khi trao thầu.

Đối với việc mua sắm theo hình thức EPC và thông qua nhà phân phối, cần đảm bảo báo cáo hiện trường, lịch tải đã điều chỉnh và bảng thông số kỹ thuật thiết bị đều thuộc cùng một phiên bản kiểm soát tài liệu. Xác định rõ ai là người phê duyệt việc phân bổ pha cho các khách thuê trong tương lai và ai chịu trách nhiệm về việc đo đạc lại định kỳ. Điều này giúp việc cân bằng trở thành một quy trình vận hành có thể duy trì được, thay vì chỉ là một hoạt động chạy thử một lần.

Giữ các bản ghi trước và sau khảo sát theo cùng một định dạng để chủ sở hữu có thể so sánh các dữ liệu tương đương. Ghi chú bất kỳ sự cố mất điện trên đường dây cấp nguồn, thay đổi sản lượng của người thuê, việc kết nối máy phát điện tạm thời hoặc thiết bị mới nào xảy ra trong khoảng thời gian giữa các lần khảo sát. Nếu việc chuyển pha điều chỉnh sau này bị hủy bỏ, hãy lưu lại lý do và sự phê duyệt trong nhật ký thay đổi. Bối cảnh này giúp tránh việc nhầm lẫn giữa sự thay đổi theo mùa hoặc do vận hành với tác động của việc phân bổ lại pha, đồng thời hỗ trợ kỹ sư tiếp theo quyết định liệu có cần thực hiện đợt khảo sát khác hay không.

Đối với các kết nối trong tương lai, hãy ghi lại việc phân bổ pha đã được phê duyệt trong bộ tài liệu kết nối của khách thuê và yêu cầu đối chiếu với sổ đăng ký tải mới nhất trước khi cấp điện. Biện pháp kiểm soát nhỏ này giúp giảm thiểu sự sai lệch không được ghi chép và cung cấp cho các đội bảo trì một điểm khởi đầu rõ ràng khi mô hình vận hành thay đổi.

Bước tiếp theo: kiểm tra hình ảnh tải trước khi tăng công suất

Việc cân bằng tải theo pha của máy biến áp sẽ mang lại hiệu quả cao nhất khi dữ liệu đo đạc, hồ sơ mạch điện và các hạn chế vận hành được xem xét tổng thể. Zisheng Electric có thể xem xét bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp và cấu hình mạng lưới trong khuôn khổ cuộc thảo luận về thiết bị phân phối. Vui lòng gửi bản vẽ, thông số kỹ thuật, sơ đồ một dây, danh sách tải, thông số lưới điện, điều kiện môi trường và chi tiết về địa điểm lắp đặt. Đội ngũ kỹ sư của chúng tôi sẽ xem xét các yêu cầu và trả lời các thắc mắc về dự án trong vòng 24 giờ.

Giới thiệu về ZISHENG ELECTRICAL

Zisheng là nhà sản xuất chuyên nghiệp với 19 năm kinh nghiệm Máy biến áp ngâm dầu, Trạm biến áp gọn, Biến Áp Gắn Trên Tấm, Máy biến áp gắn cột và Biến Áp Kiểu Khô. Chúng tôi sở hữu các chứng chỉ ISO/CE/IEC 60076 và TUV Rheinland.
Máy biến áp trải qua kiểm tra FAT và kiểm tra loại nghiêm ngặt, hỗ trợ tùy chỉnh điện áp/công suất. Chào mừng bạn đến tư vấn về Danh mục và Sản phẩm. bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua email [email protected].