Prilikom korištenja električne energije potrebno je mijenjati napon s jedne razine na drugu. Suhi transformatori (također zračno hlađeni) obavljaju ovu funkciju tako sigurno i učinkovito da se naširoko koriste za unutarnje instalacije u javnim i stambenim zgradama gdje se druge vrste ovih uređaja smatraju previše rizičnim.
Vrste transformatora: tekući i suhi
U osnovi, postoje dvije različite vrste takvog uređaja: tekućina izolirana i hlađena (tekući tip) i hlađena zrakom ili mješavinom zraka i plina (suhi tip).
Za transformatore prvog tipa rashladni medij može biti obično mineralno ulje. Koriste se i druge tvari, kao što su ugljikovodici koji usporavaju plamen i silikonske tekućine. Takvi transformatori imaju jezgru i namote uronjene u spremnik tekućeg medija, koji služi i kao izolator i kao rashladna tekućina.
Najčešće sušenje na strujutransformatori imaju namote ispunjene epoksidnom smolom, koja služi kao izolator. Štiti vodiče od prašine i atmosferske korozije. Međutim, budući da se kalupi za lijevanje u zavojnicama koriste samo s fiksnim dimenzijama, manje je prostora za promjene u dizajnu takvih uređaja. U rasponu koji se obično koristi u opskrbi električnom energijom malih industrijskih poduzeća, kao i javnih i stambenih zgrada, suhi transformatori u potpunosti dupliraju raspon kapaciteta svojih tekućih kolega.
Glavni parametri
Najvažniji trenutak u radu dotičnih uređaja je osigurati temperaturni režim namota. Kako bismo pomogli u odabiru ili kupnji aparata suhog tipa za napajanje raznih objekata, razmotrit ćemo nekoliko osnovnih radnih parametara:
- Snaga, kVA.
- Nazivni primarni i sekundarni napon.
- Disipacija topline izolacijskog sustava je zbroj maksimalne temperature okoline + prosječnog porasta temperature u namotima + razlike između prosječnog porasta temperature u namotima i najviše temperature u njima.
- Jezgra i zavojnice - moguća oštećenja jezgre ili nakupljanje raslojavanja (bakreni ili aluminijski vodiči) predstavljaju posebnu zabrinutost.
Postoje različite strukturne vrste transformatora, koje se prvenstveno određuju metodama koje se koriste za izolaciju njihovih namota. Među njima su poznati: vakuumska impregnacija, inkapsulacija i lijevana zavojnica. Razmotrimo svaki od njih zasebno.
Vakumska impregnacija (VPI) izolacija
Ova tehnologija stvara lakiranu završnu obradu vodiča naizmjeničnim ciklusima pritiska i vakuuma. VPI proces koristi poliesterske smole. Omogućuje vodičima bolju završnu obradu laka od konvencionalnog potapanja. Kolutovi premazani njime se zatim stavljaju u pećnicu u kojoj se peče. Mnogo su otporniji na korona pražnjenja. Kako izgleda takav transformator? Njegova fotografija je objavljena ispod.
Vakumska inkapsulacija (VPE)
Ova metoda obično nadmašuje VPI proces. Tijekom proizvodnog procesa dodaje se nekoliko umaka za kapsuliranje zavojnice, nakon čega se njihov premaz peče u pećnici. Ovi transformatori nude bolju zaštitu od agresivnog i vlažnog okruženja od svojih VPI kolega. Kako izgleda takav transformator? Njegova fotografija je predstavljena u nastavku.
Inkapsulacija (brtvljenje)
Inkapsulirani transformatori su konvencionalni uređaji s namotima obloženim silicijevim spojevima ili epoksidnom smolom i potpuno zatvoreni u teško kućište. Proizvodni proces ispunjava namote gustom epoksidnom smolom visoke dielektrične čvrstoće, štiteći transformator od svih okruženja.
Liveni zavojnici (u kalupljenom zgusnutom epoksidu)
Ovi uređaji sadrže zavojnice koje su inkapsulirane u epoksidu tijekom procesa oblikovanja. Potpuno su ispunjeni smolom pod djelovanjemvakuum.
Svaka metoda izolacije namota posebno je prikladna za specifična okruženja. Vrlo je važno razumjeti gdje je najbolje koristiti odgovarajuće vrste uređaja. Na primjer, transformatori od suhe smole koštaju oko 50% više od VPE ili VPI proizvoda. Dakle, izbor određene vrste uređaja može značajno utjecati na ukupnu cijenu projekta.
Preporuke za odabir
Tamo gdje je potrebna povećana otpornost na koronska pražnjenja (tj. električna pražnjenja uzrokovana jakošću polja koja premašuje dielektričnu čvrstoću izolacije), kada nije potrebna povećana mehanička čvrstoća namota, treba koristiti transformator tipa VPI.
Koristite ih s lijevanim zavojnicama kada je potrebna dodatna snaga i zaštita, kao što su u teškim okruženjima kao što su postrojenja za kemijske procese, tvornice građevinskih materijala i vanjske instalacije. Agresivna okolina uključuje tvari koje mogu štetno utjecati na namote drugih suhih transformatora, uključujući soli, prašinu, korozivne plinove, vlagu i metalne čestice.
Osim toga, namoti od lijevane smole imaju poboljšanu sposobnost da izdrže kratkoročna i ponovljena preopterećenja uobičajena u mnogim proizvodnim procesima.
Inženjer često mora birati između lijevane smole ili tipa VPI/VPE za kritične primjene i teška okruženja. Prva vrsta se općenito smatra najboljom. Neki proizvođačimeđutim, ističe se da izolacija od lijevane smole ograničava vijek trajanja transformatora. Koeficijent toplinskog širenja epoksidne smole manji je od bakrenih vodiča. Ciklička ekspanzija i kontrakcija kako se zavojnice zagrijavaju i hlade mogu na kraju uzrokovati pucanje smole. Također se napominje da se transformator tipa VPI može bolje nositi s takvim procesima i stoga trajati dulje. Na kraju, konačni izbor ostaje na inženjeru energetike.
tekuće u odnosu na suho
Transformatori punjeni tekućinom obično su učinkovitiji od onih sa suhim punjenjem, tako da imaju duži vijek trajanja. Osim toga, tekućina je učinkovitiji medij za hlađenje lokalnih visokotemperaturnih područja u namotima. Osim toga, uređaji punjeni tekućinom imaju bolji kapacitet preopterećenja.
Dakle, transformator suhog tipa od 1000 KVA pri pola opterećenja ima razinu gubitaka od oko 8 kW, a pri punom opterećenju oko 16 kW. Istodobno, isti "tisuću", ali tekući, ima oko pola otpada. Ulje "dva tisuća" pri pola opterećenja ima gubitke od 8 kW, a pri punom opterećenju - 16 kW. Njegov suhi pandan karakteriziraju troškovi od 13, odnosno 26,5 kW. To znači da su suhi transformatori ti koji drže sumnjivo vodstvo u smislu gubitaka. Pritom je njihova cijena viša od cijene tekućih.
Zbog intenzivnijeg hlađenja namota, tekući uređaji imaju manje dimenzije (dubina i širina) od suhih uređaja iste snage. Možeutječu na potrebnu površinu transformatorskih trafostanica (osobito ugrađenih), a time i na cijenu cijelog objekta. Dakle, tipični transformator suhog tipa 1000 KVA ima dubinu od 1,6 m i širinu od 2,44 m. Istodobno, sličan uljni transformator na maloj dubini ima širinu od oko 1,5 m. Ali ovaj tip, međutim,, ima niz nedostataka.
Na primjer, zaštita od požara je važnija za tekuće transformatore kada se koristi zapaljiva rashladna tekućina. Istina, suhi transformatori se također mogu zapaliti. Zloupotrebljeni uređaj tekućeg tipa može čak eksplodirati.
Ovisno o radnim uvjetima, za proizvode punjene tekućinom može biti potrebna posuda za kapanje za prikupljanje bilo kakvog curenja rashladne tekućine.
Možda je pri odabiru transformatora prijelaz s jasne preferencije za suhi tip na tekući tip između 500 kVA i 2,5 MVA, pri čemu je prvi tip poželjno koristiti do donje granice raspona, a drugi iznad nje.
Važan čimbenik pri odabiru vrste je mjesto ugradnje transformatora, kao što je unutar poslovne zgrade ili izvan nje, kao i servisiranje industrijskih opterećenja.
Suhi transformatori preko 5MVA su lako dostupni, ali mnogi su punjeni tekućinom. Za vanjsku instalaciju, ovaj tip je također prevladavajući.
Nekoliko riječi o ventilaciji
Kada je transformator opremljen ventilatorom, opterećenje se može značajno povećati. Dakle, za lijevane namoteova funkcija može podići trajnu nosivost do 50% iznad nominalnog opterećenja. Za VPE ili VPI tipove, povećanje snage u ovom slučaju može biti do 33%.
Na primjer, snaga standardnog transformatora od 3000 kVA s lijevanim namotom, kada je opremljen ventilatorom, povećava se na 4500 kVA (za 50%). U isto vrijeme, tip VPE ili VPI od 2500 kVA s ventilatorom podići će ga na 3,333 kVA (za 33%).
Međutim, uvijek morate uzeti u obzir da prisutnost puhala smanjuje ukupnu pouzdanost sustava. Ako ventilator pokvari pri radu s puhanjem pod opterećenjem većim od nazivnog, tada postoji stvarna opasnost od teške nesreće, uslijed koje možete izgubiti cijeli transformator.
A što je s ruskim tržištem?
Vrijedi napomenuti da posljednjih godina u Rusiji postoji stalna tendencija ponavljanja iskustva Europe, gdje je do 90% svih novoinstaliranih transformatora suhog tipa. Tržište reagira u skladu s tim. Danas u Ruskoj Federaciji postoje ponude takvih uređaja od dvije skupine proizvođača. Prvi od njih uključuje ruske, talijanske, kineske i korejske marke. U osnovi, nude se konstruktivni analozi poznatih ruskih marki: TSZ, TSL, TSGL. Koliko košta takav suhi transformator? Cijena tipičnog "tisućnjaka" varira od 900 tisuća do 1 milijun rubalja.
Druga skupina uključuje njemačke i francuske proizvođače. Nude ocjene serije DTTH, GDNN, GDHN. Koliko će koštati takav uvozni transformator? Cijena istog "tisuću" bit će od 1,5 do 2 milijuna rubalja.
