Сухий трансформатор: типи, ізоляція та застосування|Явей

A сухий трансформаторпередає електроенергію без використання звичайного трансформаторного масла для ізоляції та охолодження. Замість цього він використовує тверді ізоляційні матеріали, смолу, повітря або, у деяких спеціальних конструкціях, газ.

Це робить сухі трансформатори практичною опцією для багатьох внутрішніх і екологічно чутливих установок. Ви часто зустрічаєте їх у комерційних будівлях, на заводах, центрах обробки даних, лікарнях, проектах з відновлюваної енергетики, залізничних системах та інших об’єктах, де пожежна безпека та умови встановлення мають значення.

Однак не існує єдиного дизайну, який би відповідав кожному проекту. Трансформатори типу -смола, трансформатори VPI, трансформатори з поліариламіновою ізоляцією, SF₆трансформатори з газовою ізоляцією та сухі трансформатори-кабельного типу використовують дещо різні підходи до ізоляції та охолодження.

Отже, коли хтось каже «сухий трансформатор», варто запитати, який тип вони насправді мають на увазі.

Що таке сухий трансформатор?

A сухий трансформаторвикористовує не{0}}рідку ізоляцію для ізоляції обмоток і сердечника. Оскільки трансформатор все ще виробляє тепло від втрат в сердечнику та обмотці, йому також потрібна відповідна система охолодження, щоб підтримувати температуру під контролем.

Типовий сухий трансформатор містить магнітопровод, обмотку високої-напруги, обмотку низької{1}}напруги, систему ізоляції, клеми, механічні опори та систему охолодження. Залежно від конструкції також можуть бути включені датчики температури, вентилятори, корпус і захисне обладнання.

Однією з очевидних переваг є відсутність звичайного резервуара для трансформаторного масла. Це усуває ризик витоку масла і може зробити сухі трансформатори добре придатними для внутрішніх електричних приміщень і місць, де рідка ізоляція небажана.

Однак «сухий» не означає-необслуговування. Трансформатор все ще потребує належної вентиляції, перевірки, очищення, моніторингу температури та захисту. Середовище встановлення може мати велике значення.

Трансформатори полімерного-сухого-типу

Сухі-трансформатори полімерного типушироко використовуються в промислових і комерційних енергосистемах. Смола є основною частиною ізоляції обмоток і допомагає захистити провідники від вологи, пилу, забруднення та механічного впливу.

Існує кілька технологій на основі-смол, і вони не всі абсолютно однакові.

Лиття,-наповнене смолою

У конструкції зі смолою-обмотка оточена або заповнена ізоляційною смолою. Після затвердіння смола утворює міцну ізоляційну структуру навколо обмотки.

Це може бути корисним у середовищах, де вологість або забруднення є проблемою. Наприклад, промислові об’єкти можуть мати пил, вологість або забруднювачі повітря, які можуть спричинити проблеми з менш-захищеними системами обмоток.

Але якість смоли має значення. Насправді досить багато. Порожнечі, тріщини, повітря, що затримується, або погане затвердіння можуть послабити систему ізоляції та сприяти частковому розряду в -пристроях високої напруги.

Смоляне лиття

Смоляне литтяце виробничий процес, у якому обмотку поміщають у форму, а навколо неї вводять ізоляційну смолу. Потім смола твердне в контрольованих умовах.

Процес може здатися простим, але багато чого відбувається за лаштунками. Необхідно ретельно контролювати температуру смоли, в’язкість, умови вакууму, час затвердіння та товщину ізоляції.

Гарне лиття допомагає зменшити внутрішні повітряні кишені та інші дефекти. Це важливо, оскільки навіть невеликі дефекти високовольтної ізоляції-можуть стати проблемою після багатьох років електричного та теплового навантаження.

Смоляна обмотка

В асмоляна обмотка, смола стає важливою частиною системи ізоляції обмоток. Мідні або алюмінієві провідники можна комбінувати зі смолою, скловолокном, ізоляційним папером або ізоляційною плівкою.

Обмотка повинна витримувати як електричні, так і механічні навантаження. При сильному навантаженні трансформатора обмотка нагрівається. Коли вантаж падає, він охолоджується. Цей цикл повторюється знову і знову під час нормальної роботи.

З цієї причини система ізоляції потребує хороших електричних характеристик, а також достатньої механічної міцності, щоб протистояти тепловому розширенню та звуженню.

Просочення смолою під тиском під вакуумом

Просочення смолою під тиском під вакуумом (VPI)це ще одна технологія полімерної ізоляції, яка використовується в сухих трансформаторах.

Під час VPI обмотка піддається впливу смоли в умовах контрольованого вакууму та тиску. Це дозволяє смолі більш ефективно проникати в ізоляційну структуру, одночасно допомагаючи зменшити захоплення повітря.

Після затвердіння обмотка стає механічно міцнішою та краще захищеною від вологи та впливу навколишнього середовища.

VPI та лиття із смол іноді згадуються разом, але це не той самий виробничий процес. Структура обмотки та спосіб виробництва різні, тому вибір залежить від передбачуваного застосування трансформатора.

Трансформатори з поліариламіновою ізоляцією

Трансформатори з поліариламіновою ізоляцієювикористовуйте полімерні матеріали-на основі поліариламіну як частину системи ізоляції.

Поліариламін – це високоефективний-полімер із корисними електричними та тепловими властивостями. У трансформаторному будівництві вдосконалена полімерна ізоляція може забезпечити додаткову гнучкість при проектуванні компактних конструкцій обмоток і систем ізоляції.

Цей тип трансформатора можна розглядати там, де важливі хороша електрична ізоляція, теплові характеристики та компактна конструкція.

І все ж було б помилкою судити про трансформатор лише за матеріалом ізоляції. Конструкція сердечника, вибір провідника, розташування обмоток, охолодження, якість виготовлення та умови експлуатації працюють разом.

У реальних-проектах важлива повна система ізоляції.

SF₆Трансформатори з газовою ізоляцією

SF₆трансформатори з елегазовою ізоляцієювикористовуйте гексафторид сірки (SF₆) газова замість звичайної рідкої ізоляції.

SF₆має високу діелектричну міцність і багато років використовується в-електричному обладнанні високої напруги. За відповідного тиску та в правильно сконструйованому корпусі він може забезпечити ефективну ізоляцію, підтримуючи компактні конструкції обладнання.

Проте СФ₆системи також мають деякі особливі вимоги.

Ізоляційні властивості SF₆газ

Одна з головних переваг SF₆є його сильні діелектричні характеристики. Він може забезпечити ефективну електричну ізоляцію між компонентами під напругою, якщо тиск газу та конструкція обладнання є відповідними.

Але це не просто випадок розміщення SF₆всередині металевого корпусу та завершити роботу. Тиск газу, температура, розподіл електричного поля, конструкція корпусу та газонепроникність потребують пильної уваги.

Тепловіддача SF₆Газове та трансформаторне охолодження

Трансформатори виділяють тепло незалежно від того, чи є ізоляційним середовищем масло, повітря, смола чи газ.

У SF₆трансформатора з елегазовою ізоляцією, тепло від осердя та обмоток переходить у газ, а потім його потрібно передати через корпус і систему охолодження.

Залежно від конструкції трансформатора для охолодження може використовуватися циркуляція природного газу, примусова циркуляція газу або зовнішнє охолодження.

Тому тепловий дизайн так само важливий, як і діелектричний. Трансформатор може мати відмінну ізоляцію, але все одно стикатися з проблемами, якщо тепло не може бути ефективно видалено.

SF₆Компоненти трансформатора з газовою ізоляцією

Точна конфігурація залежить від виробника та застосування, але SF₆Трансформатор з елегазовою ізоляцією може містити сердечник, обмотки, газо{0}}заповнений корпус, клеми або втулки, обладнання для моніторингу газу, пристрої-контролю тиску, охолоджувальне обладнання та системи захисту.

Контроль тиску газу особливо важливий. Якщо витік газу та тиск падає нижче необхідного рівня, це може вплинути на ефективність ізоляції.

SF₆Парниковий ефект

Існує також екологічна проблема, яку не можна ігнорувати.

SF₆є дуже потужним парниковим газом і може залишатися в атмосфері тривалий час. Як наслідок, виробники та оператори повинні приділяти пильну увагу запобіганню витоку, відновленню газу, переробці та--поводженню після завершення терміну експлуатації.

Екологічні норми також стають все більш важливими при закупівлі електрообладнання. Для проектів, що розглядають SF₆технології, має сенс оцінити як її технічні переваги, так і її екологічні вимоги.

Трансформатори кабельного-сухого-типу

Кабельні-сухі-трансформаторивикористовуйте ізольований кабель або кабель-подібні провідники як частину системи обмоток.

Замість використання звичайних оголених або смугових провідників, технологія ізольованого кабелю вбудована в обмотку. Це може допомогти досягти особливої ​​ізоляції та, у деяких конструкціях, більш компактної конструкції.

Сухі трансформатори кабельного-типу, як правило, більш спеціалізовані, ніж стандартні полімерні-трансформатори. Вони можуть бути розглянуті, коли проект має певні вимоги до напруги, ізоляції, простору або обмоток.

Ізоляція кабелю все ще повинна витримувати електричні навантаження, тепло, механічні сили та повторювані зміни температури. Отже, знову ж таки, тепловий дизайн і якість ізоляції є важливими.

Як вибрати правильний сухий трансформатор

Вибір правильногосухий трансформаторпочинається з електричної системи, а не з брошури продукту.

Необхідно перевірити номінальну потужність, первинну та вторинну напругу, частоту, імпеданс, векторну групу, рівень ізоляції, підвищення температури, спосіб охолодження, температуру навколишнього середовища, висоту встановлення, рейтинг корпусу та відповідні стандарти.

Навколишнє середовище так само важливе.

На заводі трансформатор може піддаватися впливу пилу, вологи, хімічних речовин, вібрації або змінних навантажень. Центр обробки даних може мати постійне високе навантаження, гармоніки, високу щільність потужності та сильну потребу в майбутньому розширенні.

При встановленні всередині приміщень вентиляцію особливо легко не помітити. Трансформатор може бути правильно сконструйований і все ще працювати занадто гарячим, якщо електрична кімната не може відвести достатньо тепла.

Охолодження сухого трансформатора

Охолодження є одним із ключових факторів у конструкції сухого трансформатора.

Багато використовують сухі трансформаториАН охолодження, що означає повітряне природне охолодження. Тепло, що виділяється в сердечнику та обмотках, передається через структуру трансформатора та виділяється в навколишнє повітря.

Для більших номінальних показників або більших навантажень,AF охолодженняабо примусове повітряне охолодження. Вентилятори збільшують потік повітря та допомагають ефективніше відводити тепло.

Метод охолодження впливає на підвищення температури та здатність постійного навантаження. Але вентиляція приміщення також має значення. Погано провітрювана трансформаторна кімната може знизити практичні характеристики навіть добре-сконструйованого трансформатора.

Застосування сухих трансформаторів

Сухі трансформатори використовуються в широкому діапазоні застосувань, включаючи комерційні будівлі, заводи, лікарні, центри обробки даних, торговельні центри, висотні-будинки, тунелі, залізничні системи, проекти відновлюваної енергії та інфраструктурні об’єкти.

Вони особливо привабливі там, де уникнення трансформаторного масла може спростити-планування протипожежної безпеки або зменшити занепокоєння щодо витоку рідини.

У сонячних і вітрових проектах також можуть використовуватися сухі трансформатори для певних програм перетворення та розподілу електроенергії. Остаточний вибір залежить від напруги, потужності, профілю навантаження, умов навколишнього середовища та специфікацій проекту.

Сухий трансформатор проти масляного-зануреного трансформатора

Жодна технологія автоматично не є кращою.

Сухий трансформатор часто є хорошим вибором для внутрішніх електричних приміщень, комерційних об’єктів, тунелів, лікарень і центрів обробки даних, де важливі пожежна безпека та відсутність рідкої ізоляції.

Масляні-трансформатори й надалі широко використовуються на зовнішніх підстанціях, електростанціях, комунальних підприємствах, а також у системах-передачі й розподілу великої потужності. Трансформаторне масло забезпечує як електричну ізоляцію, так і ефективну теплопередачу, що може бути значною перевагою для великих силових трансформаторів.

Зрештою, рішення має ґрунтуватися на повному проекті-а не лише на типі трансформатора.

Стандарти та якість виробництва

Надійнийсухий трансформаторзалежить не тільки від ізоляційного матеріалу.

Конструкція сердечника, якість провідника, конструкція обмотки, обробка смолою, механічне складання, охолодження та заводські випробування впливають на продуктивність і термін служби трансформатора.

Залежно від застосування, сухі трансформатори можуть бути розроблені та випробувані відповідно доIEC 60076-11разом із відповідними національними стандартами та специфікаціями проекту.

Типові заводські випробування можуть включати випробування на опір обмотки, коефіцієнт напруги, ізоляцію, втрату без{0}}навантаження, втрату навантаження, діелектрик, підвищення температури,-рівень звуку та частковий розряд.

Для EPC-підрядників і груп із закупівель варто порівнювати не тільки ціну та рейтинг кВА. Два трансформатори з однаковою номінальною потужністю можуть мати дуже різні системи ізоляції, якість виготовлення, ефективність охолодження та очікуваний термін служби.

Висновок

Theсухий трансформаторє важливим рішенням для сучасного розподілу електроенергії, особливо там, де пріоритетними є інсталяція всередині приміщень, протипожежна безпека, захист навколишнього середовища та мінімальне обслуговування,-пов’язане з мастилом.

Трансформатори типу -смола використовують такі технології, яклиття смоли, намотування смоли та вакуумне просочування під тиском смоли. Трансформатори з поліариламіновою ізоляцієювикористовувати передові полімерні матеріали для спеціалізованих систем утеплення.SF₆трансформатори з елегазовою ізоляцієюзабезпечують високі діелектричні характеристики, але вимагають ретельного управління газом черезSF₆парниковий ефект. Кабельні-сухі-трансформаторивикористовуйте технологію ізольованого кабелю для більш спеціалізованих застосувань намотування.

Найскладніша технологія не завжди є найкращим вибором. Іноді звичайний полімерний-трансформатор є саме тим, що потрібно для проекту. В інших ситуаціях краще підійде спеціальна система ізоляції або обмотки.

дляТрансформатор Yawei, практичний підхід полягає в тому, щоб почати з фактичної електричної системи та робочого середовища. Напруга, потужність, охолодження, ізоляція, умови встановлення та -довгострокові вимоги до експлуатації – усе це має працювати разом.

Це те, що перетворює сухий трансформатор із продукту в технічних характеристиках на надійне обладнання, яке може підтримувати роботу електричної системи день за днем.

Зв'язатися зараз