Kaj so suhi transformatorji? Tehnične značilnosti in področje uporabe

Pri uporabi električne energije morate spremeniti napetost ene stopnje na drugo. Suhi transformatorji (sicer z zračnim hlajenjem) to funkcijo opravljajo tako varno in učinkovito, da se široko uporabljajo za notranje vgradnjo v javnih in stanovanjskih stavbah, kjer se druge vrste teh naprav štejejo za preveč tvegane.

Vrste transformatorjev: tekoče in suhe

Načeloma obstajata dve različni vrsti takšne naprave: s tekočo izolacijo in hlajenjem (tip tekočine) ter z zračnim hlajenjem ali zmesjo zraka (suh tip).

Za transformatorje prve vrste je običajno mineralno olje hladilno sredstvo. Uporabljajo se tudi druge snovi, kot so nevnetljivi ogljikovodiki in organosilikonske tekočine. Ti transformatorji imajo jedro in navitke, potopljene v posodo z tekočim medijem, ki služi kot izolator in kot hladilnik.

Najpogostejši moči suhi transformatorji imajo navitja poplavljena epoksidna smola, služi kot izolator. Zaščita vodnikov pred prahom in atmosfersko korozijo. Ker pa se kalupi za litje tuljav uporabljajo samo s fiksnimi dimenzijami, obstaja manj možnosti za spreminjanje zasnove takih naprav. V območju, ki se običajno uporablja v oskrbi malih industrijskih podjetij, pa tudi javnih in stanovanjskih objektov, suhi transformatorji popolnoma podvajajo številne kapacitete svojih tekočih analogov.

Osnovni parametri

Najpomembnejši trenutek pri delovanju obravnavanih naprav je zagotoviti temperaturni režim navitij. Za pomoč pri izbiri ali nakupu naprave suhega tipa za oskrbo z električno energijo različnih naprav bomo upoštevali nekaj osnovnih operativnih parametrov:

1. Moč, kVA.
2. Nazivna napetost primarne in sekundarne navitja.
3. Prenos toplote izolacijskega sistema je vsota najvišje temperature okolice + povprečni dvig temperature v navitjih + razlika med povprečnim zvišanjem temperature v navitjih in najvišjimi v njih.
4. Jedro in tuljave - morebitna poškodba jedra ali akumulacija stratifikacij (vodniki iz bakra ali aluminija) je še posebej pomembna.

Obstajajo različne oblike transformatorjev, ki so določeni predvsem z metodami, ki se uporabljajo za izolacijo njihovih navitij. Med njimi so znane: vakuumska impregnacija, inkapsulacija in litosana tuljava. Vsaka izmed njih jih bomo obravnavali ločeno.

Izolacija z vakuumsko impregnacijo (VPI)

Ta tehnologija ustvarja lak premaz vodnikov s spreminjanjem ciklov tlaka in vakuuma. Postopek VPI uporablja poliestrske smole. Zagotavlja vodnike z boljšim pokrivanjem lakov kot pri običajnem potopu. Tuljave, ki jih pokriva, se nato položijo v pečico, kjer poteka pečenje. So veliko bolj odporni na pojav koronskih izpustov. Kaj izgleda takšen transformator? Njena fotografija je postavljena spodaj.

Izolacija vakuumske izolacije (VPE)

Ta metoda običajno presega proces VPI. Med proizvodnim postopkom se doda nekaj potopov, da se vkjuči tuljava, po kateri se njihova obloga peče v peči. Ti transformatorji imajo boljšo zaščito pred agresivnimi in vlažnimi okolji kot njihovi partnerji VPI. Kaj izgleda takšen transformator? Fotografija je predstavljena spodaj.

Inkapsulacija (tesnjenje)

Inkapsulirani transformatorji so konvencionalne naprave z navitji, prevlečene s silikonsko vsebujočimi spojinami ali epoksi smolo in popolnoma zaprti v težko ohišje. Proizvodni proces zapolnjuje navitje z gosto epoksi smolo z visoko dielektrično trdnostjo, s čimer zaščiti transformator iz vseh vplivnih medijev.

Litje (v kalupirani epoksi smoli)

Te naprave vsebujejo tuljave, vgrajene v epoksi smolo med procesom tvorbe. Pod vakuumom so popolnoma napolnjene s smolo.

Vsaka od načinov navitja izolacije je posebej primerna za določene medije. Zelo pomembno je razumeti, kje je najbolje uporabiti ustrezne vrste naprav. Na primer, transformatorji s suhim ulivanjem vlage stanejo za približno 50% več kot proizvodi VPE ali VPI. Tako lahko izbira določene vrste pripomočkov pomembno vpliva na celotne stroške projekta.

Priporočila za izbiro

Če je potrebno povečati odpornost na korona (t.j., električni izpusti, ki jih povzroča poljska jakost, ki presega dielektrično trdnost izolacije), kadar ni potrebna večja mehanska trdnost navitij, je treba uporabiti tip VPI transformatorja.

Uporabite jih z litimi tuljavami, ko je potrebna dodatna trdnost in zaščita, na primer v agresivnih okoljih, kot so kemične predelovalne naprave, naprave za gradbene materiale in za zunanjo namestitev. Agresivni mediji vključujejo snovi, ki lahko negativno vplivajo na navitje drugih suhih transformatorjev, vključno s solmi, prahom, korozivnimi plini, vlago in kovinskimi delci.

Poleg tega imajo navitja z izolacijo iz litine izboljšano sposobnost, da prenesejo kratkotrajne in ponavljajoče se preobremenitve, značilne za številne proizvodne procese.

Inženir pogosto izbira med ulito izolirano napravo ali vrsto VPI / VPE za uporabo v kritičnih okoljih in agresivnih okoljih. Prvi tip se praviloma šteje za najboljšega. Nekateri proizvajalci pa opozarjajo, da mejna izolacija izolirane smole življenjska doba transformator. Koeficient toplotna širitev epoksi smola je manj kot bakreni vodniki. Ciklično širjenje in krčenje s segrevanjem in hlajenjem tuljav lahko sčasoma povzroči razpok smole. Prav tako je treba opozoriti, da se transformator tipa VPI lahko bolje spopade s takimi postopki in zato služi dlje. Na koncu je končna izbira energetski inženir.

Tekoči tip proti suhim

Tekoči napajalniki imajo praviloma večjo učinkovitost kot suhi, zato imajo daljšo življenjsko dobo. Poleg tega je tekočina bolj učinkovito sredstvo za hlajenje lokalnih območij visoke temperature v navitjih. Plus naprave z napolnjeno tekočino imajo boljšo kapaciteto preobremenitve.

S suhim transformatorjem 1000 kVA pri polovični obremenitvi je torej stopnja izgube približno 8 kW, pri polni obremenitvi pa okoli 16 kW. Ob istem času, ki ima enako "tisočino", toda tekoče, ima približno polovico odpadkov. Olje "dvuhtysyachnik" pri polovični obremenitvi nosi izgube 8 kW, in v celoti - 16 kW. Za suhi analog je značilen strošek 13 in 26,5 kW. To pomeni, da suhi transformatorji imajo dvomljivo prednost na ravni izgub. Njihova cena je višja od cene tekočin.

Zaradi intenzivnejšega hlajenja navitij imajo tekoče naprave manjše dimenzije (globino in širino) kot suhe s podobno močjo. To lahko vpliva na zahtevano področje transformatorskih postaj (zlasti vgrajenih) in s tem tudi na stroške celotnega objekta. Tako ima značilen suh 1000 kVA transformator globino 1,6 m in širino 2,44 m. Hkrati ima analogno olje eno v bližini globine približno 1,5 m širine. Toda ta tip pa ima številne pomanjkljivosti.

Na primer, pri uporabi hladilnega medija, ki je sposoben vžiga, je požarna zaščita pomembnejša za tekoče transformatorje. Res je, da se lahko tudi poženi suhi transformatorji. Napačno vodena tekoča naprava lahko celo eksplodira.

Glede na pogoje delovanja za tekoče polnjene izdelke je morda potrebno namestiti pladenj za zbiranje hladilnega sredstva za morebitno uhajanje.

Verjetno je pri izbiri transformatorjev prečni odsek od edinstvene prednosti suhega tipa do tekočine med 500 kVA in 2,5 MVA, pri čemer je prvi tip prednostno uporabljen do spodnje meje območja, drugi tip pa je prednostno višji od njega.

Pomemben dejavnik pri izbiri tipa je kraj namestitve transformatorja, na primer v pisarni ali zunaj, ter tudi servisiranje industrijskih obremenitev.

Suhi transformatorji z zmogljivostjo več kot 5 MVA so zelo dostopni, vendar so mnogi napolnjeni s tekočino. Za zunanjo namestitev je ta tip tudi prevladujoč.

Nekaj ​​besed o prezračevanju

Ko je transformator opremljen s pihalnikom ventilatorja, se lahko obremenitev močno dvigne. Tako lahko ta funkcija pri litih tuljavah dvigne dolgoročno dovoljeno obremenitev za 50% nad nominalno obremenitvijo. Za vrste VPE ali VPI je lahko povečanje moči v tem primeru do 33%.

Na primer, moč standardnega transformatorja 3000 kVA z litim navitjem, ko je opremljen s puhalo puhala, se poveča na 4500 kVA (za 50%). Istočasno bo moč VPE ali VPI s 2500 kVA v prisotnosti ventilatorja zvišala na 3.333 kVA (za 33%).

Vendar pa je treba vedno upoštevati, da prisotnost pihala zmanjša splošno zanesljivost sistema. Če ventilator ne deluje, ko delate s puhalo pod obremenitvijo nad nazivno, potem obstaja resnična nevarnost hude nesreče, zaradi katere je mogoče izgubiti celoten transformator.

Kaj pa ruski trg?

Treba je omeniti, da je Rusija v zadnjih letih razvila stabilno težnjo, da ponovi izkušnje Evrope, kjer je do 90% vseh na novo nameščenih transformatorjev suhega tipa. Skladno s tem trg reagira. Danes v Rusiji obstajajo ponudbe takšnih naprav iz dveh skupin proizvajalcev. Prva od njih so lahko ruske, italijanske, kitajske in korejske blagovne znamke. V bistvu so predlagani konstruktivni analogi znanih ruskih blagovnih znamk: TSZ, TSL, TSGL. Koliko stane tako suh transformator? Cena tipičnega "tisočnika" se giblje od 900 tisoč do 1 milijon rubljev.

Druga skupina vključuje nemške in francoske proizvajalce. Nudijo blagovne znamke DTTH, GDNN, GDHN. Kakšni so stroški takega uvoženega transformatorja? Cena istega "tisočmanja" bo od 1,5 do 2 milijona rubljev.