Сух трансформатор: видове, изолация и приложения|Явей

A сух трансформаторпренася електрическа енергия без да използва конвенционално трансформаторно масло за изолация и охлаждане. Вместо това той използва твърди изолационни материали, смола, въздух или, в някои специални конструкции, газ.

Това прави сухите трансформатори практична опция за много вътрешни и чувствителни към околната среда инсталации. Често ще ги намерите в търговски сгради, фабрики, центрове за данни, болници, проекти за възобновяема енергия, железопътни системи и други съоръжения, където пожарната безопасност и условията за монтаж са от значение.

Въпреки това няма единен дизайн, който да пасва на всеки проект. Трансформатори тип -смола, трансформатори VPI, трансформатори с изолация от полиариламин, SF₆трансформаторите с газова изолация и кабелните-сухи трансформатори имат малко по-различен подход към изолацията и охлаждането.

Така че, когато някой каже "сух трансформатор", си струва да попитате какъв тип всъщност има предвид.

Какво е сух трансформатор?

A сух трансформаторизползва не{0}}течна изолация, за да изолира своите намотки и сърцевина. Тъй като трансформаторът все още произвежда топлина от загубите в сърцевината и намотката, той също се нуждае от подходяща охладителна система, за да поддържа температурата под контрол.

Типичният сух трансформатор съдържа магнитна сърцевина, намотка за високо-напрежение, намотка за ниско{1}}напрежение, изолационна система, клеми, механични опори и устройство за охлаждане. В зависимост от дизайна могат да бъдат включени и температурни сензори, вентилатори, корпус и защитно оборудване.

Едно очевидно предимство е, че няма конвенционален резервоар за трансформаторно масло. Това елиминира риска от изтичане на масло и може да направи сухите трансформатори подходящи за вътрешни електрически помещения и зони, където течната изолация е нежелателна.

Въпреки това „сухо“ не означава{0}}без поддръжка. Трансформаторът все още се нуждае от подходяща вентилация, проверка, почистване, наблюдение на температурата и защита. Инсталационната среда може да има голямо значение.

Трансформатори от-сух-тип смола

Трансформатори от-сух{1}}тип смоласе използват широко в индустриални и търговски енергийни системи. Смолата представлява основна част от изолацията на намотките и помага за защита на проводниците от влага, прах, замърсяване и механично напрежение.

Има няколко технологии,-базирани на смоли и не всички са еднакви.

Отливка-напълнена със смола

При изпълнена със смола конструкция, намотката е обградена или пълна с изолационна смола. След като смолата се втвърди, тя образува солидна изолационна структура около намотката.

Това може да бъде полезно в среди, където влагата или замърсяването са проблем. Например в промишлени съоръжения може да има прах, влага или замърсители във въздуха, които могат да причинят проблеми на по-малко-защитените намотъчни системи.

Но качеството на смолата има значение. Всъщност доста. Празнини, пукнатини, задържан въздух или лошо втвърдяване могат да отслабят изолационната система и да допринесат за частично разреждане при приложения с високо-напрежение.

Леене със смола

Леене със смолае производствен процес, при който намотката се поставя вътре в матрица и около нея се въвежда изолационна смола. След това смолата се втвърдява при контролирани условия.

Процесът може да звучи ясен, но има много неща, които се случват зад кулисите. Температурата на смолата, вискозитетът, условията на вакуум, времето за втвърдяване и дебелината на изолацията трябва да се контролират внимателно.

Доброто отливане помага за намаляване на вътрешните въздушни джобове и други дефекти. Това е важно, защото дори малки несъвършенства в изолацията за високо-напрежение могат да се превърнат в проблем след години на електрически и термичен стрес.

Навиване на смола

В асмола намотка, смолата става важна част от изолационната система на намотките. Медните или алуминиевите проводници могат да се комбинират със смола, стъклени влакна, изолационна хартия или изолационен филм.

Намотката трябва да издържа както на електрически, така и на механични натоварвания. Когато трансформаторът е силно натоварен, намотката се нагрява. Когато товарът спадне, той се охлажда. Този цикъл се случва отново и отново по време на нормална работа.

Поради тази причина изолационната система се нуждае от добри електрически характеристики, както и от достатъчна механична якост, за да издържи на топлинно разширение и свиване.

Импрегниране под налягане на смола под вакуум

Импрегниране под налягане на смола под вакуум (VPI)е друга технология за изолация от смола, използвана в сухи трансформатори.

По време на VPI, намотката е изложена на смола при контролирани условия на вакуум и налягане. Това позволява на смолата да проникне по-ефективно в изолационната структура, като същевременно спомага за намаляване на задържания въздух.

След втвърдяване намотката става механично по-здрава и по-добре защитена от влага и влияния на околната среда.

VPI и леенето със смола понякога се споменават заедно, но те не са един и същ производствен процес. Структурата на намотките и методът на производство са различни, така че изборът зависи от предвиденото приложение на трансформатора.

Трансформатори с полиариламинова изолация

Трансформатори с полиариламинова изолацияизползвайте полимерни материали-на базата на полиариламин като част от изолационната система.

Полиариламинът е високо{0}}ефективен полимер с полезни електрически и топлинни свойства. В конструкцията на трансформатори усъвършенстваната полимерна изолация може да осигури допълнителна гъвкавост при проектирането на компактни намотъчни структури и изолационни системи.

Този тип трансформатор може да се има предвид, когато добрата електрическа изолация, топлинните характеристики и компактната конструкция са важни.

Все пак би било грешка да се съди за трансформатор само по неговия изолационен материал. Дизайнът на сърцевината, изборът на проводник, разположението на намотките, охлаждането, качеството на производството и работните условия работят заедно.

В-проектите в реалния свят пълната изолационна система е това, което има значение.

SF₆Трансформатори с газова изолация

SF₆трансформатори с газова изолацияизползвайте серен хексафлуорид (SF₆) газ вместо конвенционална течна изолация.

SF₆има висока диелектрична якост и се използва от много години в-електрическо оборудване с високо напрежение. При подходящо налягане и в правилно проектирана кутия, той може да осигури ефективна изолация, като същевременно поддържа компактни конструкции на оборудване.

Въпреки това, SF₆системите идват и с някои специални изисквания.

Изолационни свойства на SF₆газ

Едно от основните предимства на SF₆е силното му диелектрично представяне. Той може да осигури ефективна електрическа изолация между захранваните компоненти, когато налягането на газа и дизайнът на оборудването са подходящи.

Но това не е просто случай на поставяне на SF₆вътре в метална кутия и го наричам готово. Налягането на газа, температурата, разпределението на електрическото поле, конструкцията на корпуса и газонепропускливостта изискват внимателно внимание.

Разсейване на топлината на SF₆Газово и трансформаторно охлаждане

Трансформаторите генерират топлина независимо дали изолационната среда е масло, въздух, смола или газ.

В SF₆трансформатор с газова изолация, топлината от сърцевината и намотките преминава в газа и след това трябва да бъде прехвърлена през корпуса и охладителната система.

В зависимост от конструкцията на трансформатора, охлаждането може да използва циркулация на природен газ, принудителна циркулация на газ или външно охлаждане.

Следователно термичният дизайн е също толкова важен, колкото и диелектричният дизайн. Трансформаторът може да има отлична изолация, но все пак да има проблеми, ако топлината не може да бъде отстранена ефективно.

SF₆Газови изолирани трансформаторни компоненти

Точната конфигурация зависи от производителя и приложението, но SF₆газоизолираният трансформатор може да включва сърцевината, намотките,-напълнената с газ кутия, клеми или втулки, оборудване за наблюдение на газ, устройства за-контрол на налягането, охлаждащо оборудване и защитни системи.

Мониторингът на налягането на газа е особено важен. Ако изтича газ и налягането падне под необходимото ниво, изолационните характеристики може да бъдат засегнати.

SF₆Парников ефект

Има и екологичен проблем, който не трябва да се пренебрегва.

SF₆е много мощен парников газ и може да остане в атмосферата дълго време. В резултат на това производителите и операторите трябва да обърнат голямо внимание на предотвратяването на течове, възстановяването на газа, рециклирането и обработката-на{-животния цикъл.

Екологичните разпоредби също стават все по-важни при доставките на електрическо оборудване. За проекти, разглеждащи SF₆технология, има смисъл да се оценят както техническите предимства, така и екологичните изисквания.

Кабелни-сухи-трансформатори

Сухи-кабелни трансформаториизползвайте изолиран кабел или проводници,-подобни на кабел, като част от системата за намотаване.

Вместо да се използват конвенционални голи или лентови проводници, изолираната кабелна технология е интегрирана в намотката. Това може да помогне за постигане на специални изолационни мерки и, в някои проекти, по-компактна конструкция.

Кабелните-тип сухи трансформатори обикновено са по-специализирани от стандартните полимерни{1}}лети трансформатори. Те могат да бъдат взети предвид, когато даден проект има специфични изисквания за напрежение, изолация, пространство или намотка.

Изолацията на кабела все още трябва да се справя с електрически стрес, топлина, механични сили и повтарящи се температурни промени. Така че отново, топлинният дизайн и качеството на изолацията са важни.

Как да изберем правилния сух трансформатор

Изборът на правилниясух трансформаторзапочва с електрическата система, а не с продуктовата брошура.

Номиналният капацитет, първичното и вторичното напрежение, честотата, импедансът, векторната група, нивото на изолация, повишаването на температурата, методът на охлаждане, температурата на околната среда, височината на инсталиране, рейтингът на корпуса и приложимите стандарти трябва да бъдат проверени.

Околната среда е също толкова важна.

Фабриката може да изложи трансформатора на прах, влага, химикали, вибрации или променящи се товари. Един център за данни може да има непрекъснато високо натоварване, хармоници, висока плътност на мощността и силна нужда от бъдещо разширяване.

При инсталации на закрито вентилацията е особено лесна за пренебрегване. Трансформаторът може да бъде правилно проектиран и все още да работи твърде горещ, ако електрическото помещение не може да отведе достатъчно топлина.

Охлаждане на сух трансформатор

Охлаждането е един от ключовите фактори при проектирането на сух трансформатор.

Използват се много сухи трансформаториАН охлаждане, което означава въздушно естествено охлаждане. Топлината, генерирана в сърцевината и намотките, се прехвърля през структурата на трансформатора и се освобождава в околния въздух.

За по-големи номинални стойности или по-тежки товари,AF охлажданеили може да се използва въздушно принудително охлаждане. Вентилаторите увеличават въздушния поток и помагат за по-ефективно отстраняване на топлината.

Методът на охлаждане влияе върху повишаването на температурата и способността за непрекъснато натоварване. Но вентилацията на помещението също има значение. Лошо вентилирана трансформаторна стая може да намали практическата работа дори на добре-проектиран трансформатор.

Приложения на сухи трансформатори

Сухите трансформатори се използват в широк спектър от приложения, включително търговски сгради, фабрики, болници, центрове за данни, търговски центрове, високи-етажни сгради, тунели, железопътни системи, проекти за възобновяема енергия и инфраструктурни съоръжения.

Те са особено привлекателни, когато избягването на трансформаторно масло може да опрости планирането на-пожарна безопасност или да намали опасенията за изтичане на течност.

Слънчевите и вятърните проекти могат също да използват сухи трансформатори за определени приложения за преобразуване и разпределение на енергия. Окончателният избор зависи от напрежението, капацитета, профила на натоварване, условията на околната среда и спецификациите на проекта.

Сух трансформатор срещу маслен-потопен трансформатор

Нито една технология не е автоматично по-добра.

Сухият тип трансформатор често е добър избор за вътрешни електрически помещения, търговски съоръжения, тунели, болници и центрове за данни, където пожарната безопасност и липсата на течна изолация са важни.

Маслените-трансформатори остават широко използвани във външни подстанции, електроцентрали, комунални услуги и високо{1}}капацитетни преносни и разпределителни системи. Трансформаторното масло осигурява както електрическа изолация, така и ефективен топлопренос, което може да бъде значително предимство за големи силови трансформатори.

В крайна сметка решението трябва да се основава на пълния проект-а не само на типа трансформатор.

Стандарти и качество на производството

Надежднасух трансформаторзависи от много повече от изолационния материал.

Конструкцията на сърцевината, качеството на проводника, дизайнът на намотките, обработката на смола, механичното сглобяване, охлаждането и фабричното тестване влияят върху производителността и експлоатационния живот на трансформатора.

В зависимост от приложението, сухите трансформатори могат да бъдат проектирани и тествани споредIEC 60076-11, заедно с приложимите национални стандарти и спецификации на проекта.

Типичните фабрични тестове могат да включват съпротивление на намотките, съотношение на напрежението, изолация, загуба-на натоварване, загуба на натоварване, диелектрик, повишаване на температурата, ниво на-звук и частичен разряд, където е приложимо.

За EPC изпълнителите и екипите за доставки си струва да сравняват повече от цена и kVA рейтинг. Два трансформатора с еднакъв номинален капацитет могат да имат много различни изолационни системи, качество на производство, ефективност на охлаждане и очакван експлоатационен живот.

Заключение

Theсух трансформаторе важно решение за модерно електрическо разпределение, особено когато инсталацията на закрито, пожарната безопасност, опазването на околната среда и намалената поддръжка,-свързана с масло, са приоритети.

Трансформаторите тип-смола използват технологии католеене на смола, навиване на смола и импрегниране под налягане на смола под вакуум. Трансформатори с полиариламинова изолацияизползвайте съвременни полимерни материали за специализирани изолационни системи.SF₆трансформатори с газова изолацияосигуряват силни диелектрични характеристики, но изискват внимателно управление на газа порадиSF₆парников ефект. Сухи-кабелни трансформаториизползвайте изолирана кабелна технология за по-специализирани приложения за навиване.

Най-сложната технология не винаги е най-добрият избор. Понякога конвенционален трансформатор-смола е точно това, от което се нуждае един проект. В други ситуации може да е по-подходяща специализирана изолационна или намотаваща система.

ЗаТрансформатор Yawei, практическият подход е да се започне с действителната електрическа система и работна среда. Напрежението, капацитетът, охлаждането, изолацията, условията на монтаж и-дългосрочните изисквания за работа трябва да работят заедно.

Това е, което превръща сухия трансформатор от продукт в спецификационен лист в надеждно оборудване, което може да поддържа електрическата система работеща ден след ден.

Свържете се сега