변압기 탭 체인저 선택: 전원이 공급되지 않는 탭 체인저 또는 OLTC를 사용하는 경우

변압기는 정확한 용량, 전압 비율 및 절연 수준을 가질 수 있지만 전압 조정 방법이 실제 전력 시스템과 일치하지 않으면 여전히 작동 문제가 발생할 수 있습니다.

Zisheng Electric에서는 변압기 탭 체인저 선택이 액세서리 선택이 아닌 시스템 설계 결정으로 가장 잘 처리됩니다. 핵심 질문은 단순히 부하시 탭 체인저(OLTC)가 기술적으로 더 발전했는지 여부가 아닙니다. 실제 질문은 변압기에 전원이 공급되고 부하가 전달되는 동안 전압 비율을 조정해야 하는지 여부입니다.

일부 산업 및 배전 프로젝트의 경우 DETC(무전압 탭 체인저)가 보다 실용적인 솔루션입니다. 유틸리티 변전소, 재생 가능 에너지 인터페이스, 대규모 산업 네트워크 또는 전압 변동이 심한 시스템에서는 공급을 중단하지 않고 필요한 전압 프로파일을 유지하기 위해 OLTC가 필요할 수 있습니다.

잘못 선택하면 장비 비용, 유지 관리 요구 사항 및 제어 복잡성이 증가하거나 실제로 필요할 때 충분한 전압 조정 기능이 없는 프로젝트를 남길 수 있습니다. 이 가이드에서는 엔지니어와 EPC 팀이 시스템 전압 변동, 탭 범위, 스텝 크기, 권선 배열, 제어 철학, FAT 및 장기 유지 관리를 포함하여 변압기 탭 체인저 선택을 평가하는 방법을 설명합니다.

변압기 탭 체인저는 실제로 무엇을 합니까?

변압기 탭 체인저는 탭 권선의 유효 회전 수를 변경합니다. 변압기 전압 비율은 권선 권수 비율과 관련되어 있으므로 다른 탭 위치를 선택하면 변압기 비율을 조정할 수 있습니다.

그 목적은 일반적으로 다음과 같은 조건을 보상하는 것입니다.

유틸리티 전압 변동

피더 전압 강하

계절별 부하 변화

발전기 전압 변화

신재생 발전 출력 변경

네트워크 운영 구성

필요한 다운스트림 버스 전압 유지

전원이 공급된 변압기의 권선 연결을 변경하는 것은 변압기가 절연된 동안 권선 연결을 변경하는 것과 동일하지 않습니다. 이러한 구별로 인해 두 가지 주요 엔지니어링 옵션이 생성됩니다.

DETC(무전원 탭 체인저) - 탭 위치는 변압기의 전원이 차단된 경우에만 변경됩니다.

부하시 탭 체인저(OLTC) — 변압기에 전원이 공급된 상태에서 설계 및 작동 요구 사항에 따라 탭 위치를 변경할 수 있습니다.

IEC 60214-1은 부하시 탭 절환기와 무전압 탭 절환기 모두에 대한 성능 요구 사항과 테스트 방법을 해당 모터 구동 메커니즘과 함께 다루고 있습니다.

기술 참조: IEC 60214-1 - 국제전기기술위원회.

무전원 탭 체인저: 간단하고 안정적이며 종종 충분함

무전압 탭 체인저는 업계에서 때때로 무부하 탭 체인저 또는 무부하 탭 체인저로 지칭됩니다. 주요 제한 사항은 분명합니다. 탭 위치가 변경되는 동안 변압기에 전원이 공급된 상태를 유지하면 안 됩니다.

따라서 DETC는 전압 조정이 연속이 아닌 간헐적으로 이루어지는 경우에 적합합니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

상대적으로 안정적인 그리드에서 공급되는 산업용 변압기

계절적 조정이 충분한 배전 변압기

폐쇄를 예약할 수 있는 프로젝트

업스트림 전압 조정이 이미 제공되는 시스템

자동 2차 버스 전압 조정이 필요하지 않은 변압기

실제 제품 예시를 위해 A사이트 구매자는 다음을 검토할 수 있습니다. S22 시리즈 10kV-35kV 무여자 전압 조정 변압기는 전원이 차단된 전압 조정 제품군을 보여줍니다. 구체적인 탭 범위와 프로젝트 매개변수는 실제 기술 사양에 따라 확인되어야 합니다.

변압기가 부하를 운반하는 동안 DETC가 한 탭에서 다른 탭으로 전류를 전달할 필요는 없습니다. 이는 스위칭 복잡성을 줄이고 일반적으로 필요한 탭 절환기별 유지 관리 양을 줄여줍니다. 많은 EPC 프로젝트에서 이러한 단순성은 실질적인 가치를 갖습니다.

OLTC: 변압기를 차단하지 않고 전압 조정

OLTC는 다양한 운영 요구 사항을 해결합니다. 이를 통해 변압기에 전원이 공급되고 시스템에 전원을 공급하는 동안 유효 권선비가 변경될 수 있습니다.

탭 전환 중에 OLTC는 부하 전류를 차단하고 인접한 권선 탭을 직접 단락시키는 두 가지 허용할 ​​수 없는 조건을 피해야 합니다. 즉, OLTC에는 제어된 전환 메커니즘이 필요합니다.

설계에 따라 전류 전송에는 저항 유형 또는 리액터 유형 배열이 포함될 수 있습니다. 최신 응용 분야에서는 진공 스위칭 기술을 사용할 수도 있습니다. IEC 60214-1은 저항기 및 리액터 유형 OLTC에 적용되며 다양한 절연 및 스위칭 기술과 관련된 요구 사항을 포함합니다.

기술 참조: IEC 60214-1 - 국제전기기술위원회.

OLTC는 프로젝트에 자동 전압 조정, 빈번한 탭 작동, 지속적인 산업 프로세스, 유틸리티 변전소 전압 제어, 발전기 또는 그리드 전압 변동, 전력 흐름 조건 변경, 대규모 재생 에너지 시설 또는 탭 조정을 위한 정지가 허용되지 않는 중요 부하가 필요한 경우 일반적으로 고려됩니다.

DETC와 OLTC: 엔지니어링 비교

변압기 카탈로그가 아닌 전압 프로파일로 시작

변압기 탭 체인저 선택을 위한 첫 번째 입력은 변압기 단자에서 예상되는 전압 프로파일이어야 합니다. EPC 엔지니어는 다음과 같이 질문해야 합니다.

예상되는 최대 유입 전압은 얼마입니까?

최소값은 얼마입니까?

이러한 변화는 일시적인가요, 아니면 지속되나요?

업스트림 유틸리티가 이미 전압을 규제하고 있습니까?

변압기와 임계 부하 사이에 얼마나 많은 전압 강하가 발생합니까?

대형 모터나 변동이 심한 산업 부하가 있습니까?

재생 가능 발전이 지역 전압 프로필을 변경합니까?

좁은 범위 내에서 LV 또는 MV 버스를 유지하는 것이 작동상 중요합니까?

그림 2. 탭 범위와 스텝 크기를 정의하는 데 사용되는 개념적 전압 프로파일.

이 정보가 없으면 탭 범위 선택은 추측이 됩니다. ±5% 탭으로 지정된 변압기는 한 프로젝트에는 적합하지만 다른 프로젝트에는 충분하지 않을 수 있습니다. 마찬가지로 더 넓은 범위를 지정한다고 해서 자동으로 디자인이 우수해지는 것은 아닙니다. 조절 범위가 넓을수록 권선 배열, 절연, 손실 및 탭 절환기 의무에 영향을 미칩니다.

RFQ가 발표되기 전 광범위한 변압기 매개변수 검토를 보려면 A 사이트를 참조하세요. 산업 프로젝트를 위한 변압기 선택 가이드.

탭 범위와 단계 크기는 별도 결정이 필요함

탭 범위는 주 탭에서 변압기 비율을 조정할 수 있는 범위를 정의합니다. 단계 크기는 인접한 위치 간의 전압 변화를 정의합니다. 중요한 엔지니어링 문제는 탭 일정의 시각적 대칭이 아닙니다. 선택한 범위와 증분으로 예상 작동 조건에서 시스템 전압을 유지할 수 있는지 여부입니다.

넓은 범위가 항상 더 나은 것은 아닙니다

탭 범위를 늘리면 권선 설계, 암페어-턴 밸런스, 권선 형상 조절, 절연 요구 사항, 탭 전체의 임피던스 변화, 손실 및 OLTC 등급에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 변압기 설계자는 프로젝트 초기에 필요한 작동 범위가 필요합니다. 전자기 설계 승인 후 탭 범위 변경을 늦게 요청하면 권선 및 활성 부품을 다시 설계해야 할 수 있습니다.

아주 작은 단계에도 결과가 있습니다

전압 단계가 작을수록 더 정밀한 전압 조정이 가능합니다. 그러나 더 많은 위치는 더 많은 탭 연결, 더 많은 OLTC 작동, 더 복잡한 조절 장치 및 추가적인 제어 고려 사항을 의미할 수 있습니다. 엔지니어는 네트워크에 실제로 필요한 버스 전압 허용 오차를 기반으로 단계 크기를 선택해야 합니다.

어떤 권선을 태핑해야 합니까?

탭 권선은 일반적으로 고전압 측에 배열되지만 올바른 배열은 변압기 설계 및 시스템 요구 사항에 따라 다릅니다. 주어진 전력 수준에서 HV 권선 전류는 LV 전류보다 낮으므로 조정 장치의 전류 전달 요구 사항을 단순화할 수 있습니다. 하지만 이는 설계 검토 없이 적용되어야 하는 규칙은 아닙니다.

태핑을 위해 선택한 권선은 OLTC 정격 통과 전류, 절연 수준, 권선 형상, 조정 범위, 임피던스 특성 및 탭 절환기의 물리적 배치에 영향을 미칩니다. 프로젝트 사양은 필요한 시스템 동작을 정의하고 변압기 설계자가 그에 따라 조정 권선과 탭 절환기를 조정할 수 있도록 해야 합니다.

탭 위치는 전압비보다 더 많은 영향을 미칠 수 있습니다

일반적인 조달 실수는 모든 변압기 매개변수가 전체 탭 범위에서 정확히 변경되지 않고 유지된다고 가정하는 것입니다. 그렇지 않을 수도 있습니다. 탭 위치는 조정 배열에 따라 권선 저항, 부하 손실, 단락 임피던스, 특정 권선 섹션의 전류, 전압 스트레스 및 자속 조건에 영향을 미칠 수 있습니다.

시스템 연구를 위해 엔지니어는 계산이 주 탭, 최대 전압 탭, 최소 전압 탭 또는 기타 지정된 작동 조건을 기반으로 하는지 이해해야 합니다. 보호 연구, 전압 강하 계산 및 병렬 작동 연구에서는 실제 작동 사례를 나타내는 탭 조건을 사용해야 합니다.

OLTC 선택에는 정격 전류 이상이 필요합니다.

OLTC는 실제 전기 및 작동 임무에 맞게 선택해야 합니다. IEC/IEEE 60214-2는 부하시 및 무전압 탭 절환기를 선택하기 위한 응용 지침을 제공하고 응용 매개변수, 전류 파형, 작동 조건, 과부하, 반복 작동, 설치 및 현장 서비스를 고려합니다.

기술 참조: IEC/IEEE 60214-2 - 국제전기기술위원회/IEEE.

자동 전압 조정에는 제어 철학이 필요합니다

OLTC 설치 자체만으로는 효과적인 자동 전압 조정 시스템이 생성되지 않습니다. 자동 제어가 필요한 경우 프로젝트에서는 조정기 철학도 정의해야 합니다. 일반적인 입력에는 버스 전압 측정, 목표 전압, 불감대, 시간 지연, 상한 및 하한, 탭 위치 피드백, 로컬/원격 선택, 상승/하강 명령, 알람 접점 및 SCADA 또는 DCS 인터페이스가 포함될 수 있습니다.

그림 3. OLTC 자동 전압 조정 논리 및 피드백 경로.

적절한 불감대 및 지연 설정이 없으면 OLTC는 단기간의 전압 변동에 반응하여 불필요하게 작동할 수 있습니다. 과도한 탭 작동은 유용한 시스템 이점을 제공하지 않고 기계적 스위칭 의무와 유지 관리 요구를 증가시킵니다. 따라서 제어 철학에서는 실제 지속적인 전압 편차와 일시적 교란을 구별해야 합니다.

재생에너지 프로젝트에는 특별한 주의가 필요합니다

태양광, 풍력 및 BESS 프로젝트는 기존의 단방향 배전 네트워크와 다른 전압 조건을 생성할 수 있습니다. 전력 흐름은 일사량, 풍력 출력, 배터리 충전, 배터리 방전, 인버터 작동 모드 및 전력망 파견 요구 사항에 따라 변경될 수 있습니다.

이 환경에서 사용되는 변압기는 OLTC를 사용하여 자동으로 지정되어서는 안 되지만 프로젝트에는 전압 제어 연구가 필요합니다. EPC 팀은 전압 조정이 인버터 제어, 무효 전력 제어, 변전소 OLTC, 업스트림 유틸리티 조정 또는 조정된 조합으로 수행되는지 여부를 결정해야 합니다. 두 개의 독립적인 전압 조정기가 조정 없이 동일한 편차에 반응하는 경우 서로 작용할 수 있습니다.

병렬 변환기는 또 다른 조정 계층을 추가합니다.

두 개의 변압기가 병렬로 작동하는 경우 탭 위치와 전압 비율이 특히 중요합니다. 병렬 장치에는 호환 가능한 전압 비율과 위상 관계가 필요합니다. 변압기가 서로 다른 탭 위치에서 작동하기 때문에 유효 비율이 다른 경우 순환 전류 또는 불평등한 부하 공유가 발생할 수 있습니다.

따라서 병렬 변압기를 위한 자동 OLTC 방식에는 마스터-팔로어 제어, 순환 전류 제어, 탭 위치 조정 또는 차단 논리가 필요할 수 있습니다. 이는 시운전 전에 합의되어야 합니다. 단순히 두 개의 동일한 OLTC 변압기를 설치한다고 해서 올바른 병렬 조정이 보장되는 것은 아닙니다.

FAT 중에 확인해야 할 사항은 무엇입니까?

탭 체인저가 장착된 변압기에 대한 FAT는 메커니즘이 움직이는지 확인하는 것으로 축소되어서는 안 됩니다. 프로젝트 팀은 탭 절환기, 변압기 및 제어 시스템 간의 완전한 기능 관계를 확인해야 합니다.

탭 위치 순서

지정된 모든 위치에 올바른 순서로 도달할 수 있는지 확인하십시오.

기계적 위치 표시

물리적 위치 표시기는 실제 탭 위치와 일치해야 합니다.

로컬 및 원격 작동

모터 드라이브가 제공되는 경우 필요한 작동 모드를 확인하십시오.

전기 인터록

한계와 인터록이 허용 범위를 벗어나는 작동을 방지하는지 확인하십시오.

위치 피드백을 탭하세요

제어 시스템으로 전송된 신호가 실제 기계 위치와 일치하는지 확인하십시오.

탭 전체의 변압기 비율

해당 변압기 테스트 프로그램에 따라 필요한 탭 위치 전체에 걸쳐 비율 측정을 검토합니다.

권선 저항

테스트 사양에서 요구하는 경우 관련 탭 위치의 결과를 검토하여 일관성을 확인하십시오.

OLTC 제어 회로

모터 공급, 제어 회로, 경보, 최종 한계 및 인터페이스 단자를 확인하십시오.

자동 전압 조정기

AVR이 변압기 패키지에 포함되어 있는 경우 관련 제어 명령을 시뮬레이션하고 응답을 확인합니다.

그림 4. 탭 체인저가 장착된 변압기의 FAT 검증 흐름.

탭 절환기 변압기에 대한 FAT 체크리스트

선택하기 전에 유지 관리를 고려해야 합니다.

OLTC는 서비스 중에 기계적 및 전기적 전환을 수행합니다. 따라서 수명주기 요구 사항은 단순한 무전압 탭 절환기의 요구 사항과 다릅니다. 유지 관리 전략은 OLTC 기술, 작업 횟수, 현재 작업, 절연 매체, 제조업체 지침, 작동 환경 및 상태 모니터링 데이터에 따라 달라질 수 있습니다.

최신 진공형 OLTC 기술은 기존 오일 전환 장치에 비해 특정 아크 관련 유지 관리 요구 사항을 줄일 수 있지만 검사 및 수명 주기 관리의 필요성을 제거하지는 않습니다. IEC/IEEE 60214-2에는 현장 서비스, 시운전, 운영, 유지 관리 및 모니터링 고려 사항을 다루는 적용 지침이 포함되어 있습니다.

기술 참조: IEC/IEEE 60214-2 - 국제전기기술위원회/IEEE.

일반적인 탭 체인저 사양 실수

전압 연구 없이 OLTC 지정

이는 지속적인 규제가 필요하다는 사실을 입증하지 못한 채 비용과 복잡성을 추가합니다.

종료가 허용되지 않는 경우 DETC 선택

나중에 변압기에 비율 수정이 필요할 수 있지만 작업을 통해 부하의 전원을 차단할 수는 없습니다.

다른 프로젝트에서 탭 범위 복사하기

전압 조건은 완전히 다를 수 있습니다.

극단적인 탭 위치 무시

전류, 손실, 임피던스 및 열 동작은 변압기 설계와 관련된 조건에서 검토되어야 합니다.

제어 인터페이스를 잊어버리다

프로젝트에 필요한 SCADA, AVR 또는 보조 전원 인터페이스가 아직 부족한 경우에도 OLTC는 기계적으로 완성될 수 있습니다.

탭 절환기 결정은 설계 후반까지 미루기

탭 범위와 탭 배열은 권선 형상에 영향을 미칠 수 있습니다. 늦은 변경으로 인해 상당한 재설계가 발생할 수 있습니다.

실용적인 EPC 선택 워크플로

실제 네트워크 전압 범위 확보 - 유틸리티 데이터, 부하 흐름 결과 및 프로젝트 운영 시나리오를 사용합니다.

필요한 제어 버스 전압 정의 - 다운스트림 장비에 실제로 필요한 전압 범위를 결정합니다.

중단이 허용되는지 여부 결정 - 탭 조정이 계획된 중단 중에만 발생할 수 있는 경우 DETC가 적절할 수 있습니다. 연속 작동 중에 전압을 보정해야 하는 경우 OLTC를 평가하십시오.

탭 범위 및 단계 설정 - 표준 복사 값이 아닌 시스템 연구 결과를 기반으로 합니다.

제어 철학 정의 - OLTC 시스템의 경우 자동/수동 작동, 설정점, 불감대, 지연 및 원격 인터페이스를 지정합니다.

비정상적인 작동 조건 검토 - 해당하는 경우 과부하, 고조파, 주변 온도 및 빈번한 작동을 고려하십시오.

세부적인 변압기 설계 전에 요구 사항을 동결하십시오 . 탭 배열은 승인된 변압기 데이터의 일부여야 합니다.

FAT 중 확인 - 변압기 전기 성능과 탭 절환기 운영 체제를 모두 확인하십시오.

현장 시운전 조정 - 최종 조정기 설정은 단순히 공장 테스트 설정이 아닌 실제 네트워크와 일치해야 합니다.

구매자는 변압기 제조업체에 어떤 정보를 보내야 합니까?

전압 조정이 필요한 변압기의 경우 유용한 RFQ에는 정격 용량 및 공칭 전압 이상이 포함되어야 합니다. 제공하다:

단선 다이어그램

공칭 HV 및 LV 전압

예상 최대 및 최소 HV 전압

필요한 규제 LV/MV 버스 범위

정격 주파수

필요한 탭 범위

이미 결정된 경우 선호하는 탭 단계

정의된 경우 DETC 또는 OLTC 요구 사항

프로필 로드

대형 모터 정보

해당되는 경우 재생 가능한 인버터 정보

병렬 작업 요구 사항

제어 및 SCADA 철학

보조 공급

프로젝트 기술 사양

더 광범위한 제품 비교가 여전히 필요한 경우 A 사이트를 검토하십시오. 변압기 제품 범위 . 최종 변압기 유형 및 규제 방식을 수정하기 전의

중대형 산업용 등급의 ​​경우, 2500kVA 변압기 선택 가이드는 전압, 냉각 및 프로젝트별 선택에 대한 추가 조달 상황을 제공합니다.

시스템 요구사항에서 탭 체인저를 선택하세요.

무전압 탭 절환기와 OLTC 간의 선택은 전력 시스템의 작동 요구 사항에 따라 이루어져야 합니다. 가끔씩 전압을 조정하는 안정적인 산업용 네트워크는 OLTC의 추가적인 복잡성으로 인해 얻을 수 있는 이점이 거의 없습니다. 지속적인 전압 조정이 필요한 유틸리티 변전소 또는 중요 프로세스에는 실질적인 대안이 없을 수 있습니다.

탭 범위, 단계 크기 및 제어에도 동일한 원칙이 적용됩니다. 더 많은 위치가 자동으로 더 좋아지는 것은 아닙니다. 더 넓은 범위가 자동으로 더 안전하지는 않습니다. OLTC는 자동으로 고품질 변압기가 아닙니다. 기술적으로 올바른 솔루션은 변압기 설계, 스위칭 듀티, 유지 관리 전략 및 프로젝트 운영 철학을 일치시키면서 필요한 전압 프로파일을 유지하는 솔루션입니다.

IEC 60214-1은 탭 절환기에 대한 성능 요구 사항과 테스트 방법을 정의하는 반면, IEC/IEEE 60214-2는 이를 선택, 적용 및 유지 관리하기 위한 응용 지침을 제공합니다.

기술 참조: IEC 60214-1 및 IEC/IEEE 60214-2 - 국제전기기술위원회/IEEE.

프로젝트 검토를 위해 Zisheng Electric은 탭 절환기를 별도의 부속품으로 취급하는 대신 확인된 변압기 용량, 시스템 전압, 탭 범위, 작동 조건 및 기술 사양을 함께 평가할 수 있습니다. RFQ 또는 기술 검토를 준비하는 경우 단선 다이어그램, 변압기 데이터시트, 부하 일정, 전압 범위 및 프로젝트 사양을 보내십시오.

우리 엔지니어링 팀은 요구 사항을 검토하고 24시간 이내에 프로젝트 문의에 응답할 것입니다.