Co jsou suché transformátory? Technické vlastnosti a rozsah

Pokud používáte elektrickou energii, musíte změnit napětí na jedné úrovni. Suché transformátory (jinak - vzduchem chlazený) plní tuto funkci bezpečně a efektivně tak, že jsou široce používány pro vnitřní instalace ve veřejných a obytných budovách, kde jsou považovány za jiné typy těchto zařízení, aby bylo příliš riskantní.

Typy transformátorů: tekuté a suché

V zásadě existují dva různé typy těchto zařízení: kapalný izolace a chlazení (typ kapaliny) a ochladí se směsi vzduchu nebo vzduchu a plynu (suchý).

U transformátorů prvního typu může být obvyklým minerálním olejem chladicí médium. Používají se také jiné látky, jako jsou nehořlavé uhlovodíky a organokřemičité kapaliny. Takové transformátory mají jádro a vinutí ponořená do nádrže s kapalným médiem, které slouží jak jako izolátor, tak jako chladič.

Nejvíce obyčejné suché transformátory mají navíjení zaplavené epoxidová pryskyřice, slouží jako izolátor. Chrání vodiče před prachem a atmosférickou koroze. Vzhledem k tomu, že formy na odlévání cívek se používají pouze s pevnými rozměry, existuje méně možností pro změnu konstrukce těchto zařízení. V rozsahu, který se obvykle používá v napájení malých průmyslových podniků, stejně jako ve veřejných a obytných budovách, suché transformátory zcela duplikují řadu kapacit svých kapalných analogů.

Základní parametry

Nejdůležitějším okamžikem provozu těchto zařízení je zajištění teplotního režimu vinutí. Abychom pomohli při výběru nebo nákupu suchého typu zařízení pro napájení různých zařízení, zvážíme několik základních provozních parametrů:

1. Napájení, kVA.
2. Jmenovité napětí primární a sekundární vinutí.
3. Tepelný přenos izolačního systému je součtem maximální teploty okolí + průměrného nárůstu teploty ve vinutí + rozdílu mezi průměrným nárůstem teploty ve vinutích a nejvyšším v nich.
4. Jádro a svitky - možné poškození jádra nebo nahromadění stratifikací (měděné nebo hliníkové vodiče) má zvláštní význam.

Existují různé konstrukční typy transformátorů, které jsou určeny především metodami, které se používají k izolaci jejich vinutí. Z nich je známo: vakuová impregnace, zapouzdření a litá cívka. Zvažme každý z nich zvlášť.

Izolace pomocí vakuové impregnace (VPI)

Tato technologie vytváří lakovaný povlak vodičů střídáním tlakových a vakuových cyklů. Proces VPI používá polyesterové pryskyřice. Poskytuje vodiče s lepším pokrytím laku než s běžným ponořením. Cívky, na které se vztahuje, jsou potom umístěny do pece, kde se pečení provádí. Jsou mnohem odolnější vůči výskytu koronových výbojů. Jak vypadá takový transformátor? Její fotka je umístěna níže.

Izolace vakuového zapouzdření (VPE)

Tato metoda obvykle překračuje proces VPI. Během výrobního procesu se přidává několik ponorů pro zapouzdření cívky, po které je jejich povlak pečený v peci. Tyto transformátory mají lepší ochranu před agresivním a vlhkým prostředím než jejich VPI protějšky. Jak vypadá takový transformátor? Fotografie je uvedena níže.

Zapouzdření (utěsnění)

Zapouzdřené transformátory jsou konvenční zařízení s vinutím pokrytými sloučeninami obsahujícími křemík nebo epoxidovou pryskyřicí a zcela uzavřená v těžkém obalu. Výrobní proces plní vinutí hustou epoxidovou pryskyřicí s vysokou dielektrickou pevností, která chrání transformátor před jakýmkoli ovlivňujícím médiem.

Lité cívky (v lisované epoxidové pryskyřici)

Tato zařízení obsahují cívky zapouzdřené v epoxidové pryskyřici během formování. Jsou plně naplněny pryskyřicí v důsledku působení vakua.

Každá z metod izolace vinutí je obzvláště vhodná pro specifická média. Je velmi důležité pochopit, kde je nejlepší používat vhodné typy zařízení. Například transformátory suché litinové izolace stojí o 50% více než produkty VPE nebo VPI. Volba určitého typu zařízení tedy může významně ovlivnit celkové náklady na projekt.

Doporučení pro výběr

Je-li nutné zvýšit odpor na korona (M. E. elektrické výboje způsobené síle pole větší než dielektrická pevnost izolace) při zvýšené mechanické pevnosti není nutné vinutí, pomocí VPI typu transformátor.

Použití obsazením cívek, které vyžadují dodatečnou sílu a ochranu, například v korozivním prostředí, jako jsou chemické zpracování rostlin, rostlinných materiálů, tak i pro venkovní instalaci. Korozivní prostředí zahrnují látky, které mohou být škodlivé pro jiné vinutí suchých transformátorů, včetně solí, prachu, korozivních plynů, vlhkosti a kovové částice.

Kromě toho mají odlévané izolace lepší schopnost odolávat krátkodobému a opakovanému přetížení, které je charakteristické pro mnoho výrobních procesů.

Inženýr musí často volit mezi zařízením s izolovaným zipem nebo svým typem VPI / VPE pro použití v kritických prostředích a agresivních prostředích. První typ je zpravidla považován za nejlepší. Někteří výrobci však poukazují na to, že izolační hranice z polymerové pryskyřice životnost transformátor. Koeficient tepelná roztažnost epoxidová pryskyřice je menší než měděné vodiče. Cyklická expanze a kontrakce s ohřevem a chlazením cívek mohou případně způsobit praskání pryskyřice. Je také třeba poznamenat, že transformátor typu VPI se lépe vyrovná s těmito procesy a proto slouží delší dobu. Nakonec je konečným rozhodnutím energetický inženýr.

Tekutý typ proti suchu

Transformátory naplněné kapalinou mají zpravidla vyšší účinnost než suché, takže mají delší životnost. Kromě toho je kapalina účinnějším prostředkem pro chlazení místních oblastí s vysokou teplotou ve vinutí. Navíc mají zařízení s kapalinou lepší kapacitu při přetížení.

Tudíž 1000 kVA suchý transformátor při polovině zatížení má ztrátovou hladinu asi 8 kW a při plném zatížení asi 16 kW. Ve stejné době, stejný "tisíc", ale kapalný, má asi polovinu odpadu. Olej "dvuhtysyachnik" při polovině zatížení nese ztráty 8 kW a v plné výši - 16 kW. Jeho suchý analog je charakterizován cenou 13 a 26,5 kW. To znamená, že suché transformátory mají pochybný nadřazenost v úrovni ztrát. Jejich cena je vyšší než cena tekutých.

Vzhledem k větší navíjecím zařízením intenzivní chlazení tekutiny mají menší rozměry (hloubka a šířka) než suchý podobnou kapacitou. To může mít vliv na nezbytné oblasti transformoven (zejména vestavěný), a tím i náklady na celé zařízení. Tak typický suchý KVA transformátor 1000 má hloubku 1,6 m a šířce 2,44 m. V tomto případě, stejně oleje, pokud úzce hloubka má šířku přibližně 1,5 m. Ale tento typ má však některé nevýhody.

Například při použití chladicího média, které je schopné zapálení, je pro transformátory kapaliny důležitější požární ochrana. Je pravda, že suché transformátory se mohou také vznítit. Nesprávně provozované zařízení kapalného typu může dokonce explodovat.

V závislosti na provozních podmínkách pro produkty naplněné kapalinou může být nutné instalovat sběrnou misku chladiva pro případné netěsnosti.

Možná, že při výběru transformátory části přechodu z čirého přednostně kapalného suchého typu je mezi 500 kW a 2,5 MVA, ve kterém je první typ s výhodou používá pro nižší rozsah, a druhá nad ní.

Důležitým faktorem při výběru typu je místo instalace transformátoru, například uvnitř kancelářské budovy nebo venku, a také servis průmyslových zátěží.

Suché transformátory s kapacitou více než 5 MVA jsou velmi cenově dostupné, ale mnohé z nich jsou naplněné kapalinou. Pro venkovní instalaci je tento typ také převládající.

Několik slov o větrání

Pokud je transformátor vybaven ventilátorem, může být zátěž podstatně zvýšena. Takže u litých cívek může tato funkce zvýšit dlouhodobě přípustné zatížení o 50% nad jmenovité zatížení. U typů VPE nebo VPI může být zvýšení výkonu v tomto případě až o 33%.

Například výkon standardního transformátoru 3000 kVA s odlitým vinutím, když je vybaven dmychadlem, se zvyšuje na 4500 kVA (o 50%). Současně bude moci výkon VPE nebo VPI 2500 kVA v přítomnosti ventilátoru zvýšit na 3 333 kVA (o 33%).

Je však třeba vždy vzít v úvahu, že přítomnost ventilátoru snižuje celkovou spolehlivost systému. Pokud ventilátor selže při práci s ventilátorem pod zátěží nad jmenovitým výkonem, existuje reálné riziko těžké havárie, kvůli které je možné ztratit celý transformátor.

A co ruský trh?

Je třeba poznamenat, že Rusko v posledních letech vyvinulo stabilní tendenci opakovat zkušenosti z Evropy, kde až 90% všech nově instalovaných transformátorů je suchého typu. V souladu s tím trh reaguje. Dnes v Rusku jsou nabídky takových zařízení od dvou skupin výrobců. První z nich může být ruská, italská, čínská a korejská značka. V podstatě jsou navrženy konstruktivní analogy známých ruských značek: TSZ, TSL, TSGL. Kolik stojí takový suchý transformátor? Cena typického "tisícemanů" se pohybuje od 900 tisíc do 1 milionu rublů.

Druhou skupinou jsou němečtí a francouzští výrobci. Nabízejí značky DTTH, GDNN, GDHN. Jaká je cena takového dováženého transformátoru? Cena stejných "tisíc" bude od 1,5 do 2 milionů rublů.