Ved bruk av strøm er det nødvendig å endre spenningen fra ett nivå til et annet. Tørrtransformatorer (aka luftkjølte) utfører denne funksjonen så trygt og effektivt at de er mye brukt til innendørs installasjoner i offentlige bygninger og boligbygg der andre typer av disse enhetene anses for risikable.
Typer transformatorer: flytende og tørre
I utgangspunktet er det to forskjellige typer av en slik enhet: væskeisolert og avkjølt (væsketype) og luft- eller luft-gassblanding avkjølt (tørr type).
For transformatorer av den første typen kan kjølemediet være vanlig mineralolje. Det brukes også andre stoffer, som flammehemmende hydrokarboner og silikonvæsker. Slike transformatorer har en kjerne og viklinger nedsenket i en tank med flytende medium, som fungerer som både en isolator og en kjølevæske.
Den vanligste krafttørretransformatorer har viklinger fylt med epoksyharpiks, som fungerer som en isolator. Den beskytter ledere mot støv og atmosfærisk korrosjon. Men siden spolestøpeformer kun brukes med faste dimensjoner, er det mindre rom for endringer i utformingen av slike enheter. I området som vanligvis brukes i strømforsyningen til små industribedrifter, så vel som offentlige bygninger og boligbygg, dupliserer tørrtransformatorer fullstendig kapasitetsutvalget til deres flytende motparter.
Hovedparametere
Det mest avgjørende momentet i driften av de aktuelle enhetene er å sikre temperaturregimet til viklingene. For å hjelpe til med valg eller kjøp av et tørt apparat for strømforsyning av forskjellige objekter, vil vi vurdere flere grunnleggende driftsparametre:
- Strøm, kVA.
- Nominell primær- og sekundærspenning.
- Varmeavledningen til et isolasjonssystem er summen av maksimal omgivelsestemperatur + gjennomsnittlig temperaturøkning i viklingene + forskjellen mellom gjennomsnittlig temperaturøkning i viklingene og høyeste temperatur i viklingene.
- Kjerne og spoler - mulig skade på kjernen eller akkumulering av delamineringer (kobber- eller aluminiumsledere) er av spesiell bekymring.
Det finnes ulike strukturelle typer transformatorer, hovedsakelig bestemt av metodene som brukes for å isolere deres viklinger. Blant dem er kjent: vakuumimpregnering, innkapsling og støpt spole. La oss vurdere hver av dem separat.
Vakuumimpregnering (VPI) isolasjon
Denne teknologien skaper en lakkfinish på ledere ved vekslende trykk- og vakuumsykluser. VPI-prosessen bruker polyesterharpikser. Det gir lederne en bedre lakkfinish enn konvensjonell dypping. Spoler belagt med det plasseres deretter i en ovn hvor baking finner sted. De er mye mer motstandsdyktige mot koronautslipp. Hvordan ser en slik transformator ut? Bildet hans er lagt ut nedenfor.
Vacuum Encapsulation (VPE)
Denne metoden overgår vanligvis VPI-prosessen. Flere dips tilsettes under produksjonsprosessen for å kapsle inn spolen, hvoretter belegget bakes i en ovn. Disse transformatorene gir bedre beskyttelse mot aggressive og fuktige miljøer enn deres VPI-motparter. Hvordan ser en slik transformator ut? Bildet hans er presentert nedenfor.
Innkapsling (forsegling)
Innkapslede transformatorer er konvensjonelle enheter med viklinger belagt med silisiumforbindelser eller epoksyharpiks og fullstendig innelukket i et tungt kabinett. Produksjonsprosessen fyller viklingene med en tett epoksyharpiks med høy dielektrisk styrke, og beskytter transformatoren fra alle miljøer.
Støpte spoler (i støpt fortettet epoksy)
Disse enhetene inneholder spoler som er innkapslet i epoksy under støpeprosessen. De er helt fylt med harpiks under påvirkning avvakuum.
Hver viklingsisolasjonsmetode er spesielt egnet for spesifikke miljøer. Det er veldig viktig å forstå hvor det er best å bruke de riktige enhetstypene. For eksempel koster tørrstøpte harpikstransformatorer omtrent 50 % mer enn VPE- eller VPI-produkter. Dermed kan valget av en bestemt type enhet påvirke den totale kostnaden for prosjektet betydelig.
Anbefalinger for valg
Der det kreves økt motstand mot koronautladninger (dvs. elektriske utladninger forårsaket av en feltstyrke som overstiger den dielektriske styrken til isolasjonen), når økt mekanisk styrke til viklingene ikke er nødvendig, bør en transformator av VPI-typen brukes.
Bruk disse med støpte spoler når ekstra styrke og beskyttelse er nødvendig, for eksempel i tøffe miljøer som kjemiske prosessanlegg, byggematerialefabrikker og utendørs installasjoner. Aggressive miljøer inkluderer stoffer som kan påvirke viklingene til andre transformatorer av tørr type, inkludert s alter, støv, etsende gasser, fuktighet og metallpartikler.
I tillegg har støpte harpiksviklinger forbedret evne til å motstå kortvarige og gjentatte overbelastninger som er vanlig i mange produksjonsprosesser.
En ingeniør må ofte velge mellom støpt harpiks eller VPI/VPE-type for kritiske bruksområder og tøffe miljøer. Den første typen anses generelt som den beste. Noen produsenterdet påpekes imidlertid at støpt harpiksisolasjon begrenser levetiden til transformatoren. Koeffisienten for termisk utvidelse av epoksyharpiks er mindre enn kobberledere. Den sykliske ekspansjonen og sammentrekningen når spolene varmes opp og avkjøles kan til slutt føre til at harpiksen sprekker. Det bemerkes også at transformatoren av VPI-typen bedre kan takle slike prosesser og derfor vare lenger. Til slutt er det endelige valget opp til kraftingeniøren.
Væske vs. Tørr
Væskefylte transformatorer har en tendens til å være mer effektive enn tørrfylte, så de har lengre levetid. I tillegg er væske et mer effektivt medium for kjøling av lokale høytemperaturområder i viklinger. I tillegg har væskefylte enheter bedre overbelastningskapasitet.
Dermed har en 1000 KVA tørrtype transformator ved halvlast et tapsnivå på ca 8 kW, og ved full belastning ca 16 kW. Samtidig har den samme «tuseneren», men flytende, omtrent halvparten av avfallet. Oljen "to-tusen" ved halv belastning pådrar seg tap på 8 kW, og ved full belastning - 16 kW. Dens tørre motstykke er preget av kostnader på henholdsvis 13 og 26,5 kW. Det betyr at det er transformatorer av tørr type som har det tvilsomme forspranget når det gjelder tap. Samtidig er prisen deres høyere enn for flytende.
På grunn av mer intens avkjøling av viklingene, har flytende enheter mindre dimensjoner (dybde og bredde) enn tørre enheter med samme kraft. Det kanpåvirke det nødvendige arealet av transformatorstasjoner (spesielt innebygde), og dermed kostnadene for hele anlegget. Så en typisk tørr-type transformator 1000 KVA har en dybde på 1,6 m, og en bredde på 2,44 m. Samtidig har en lignende oljetransformator på nær dybde en bredde på ca 1,5 m. Men denne typen har imidlertid, har en rekke ulemper.
Brannbeskyttelse er for eksempel viktigere for væsketransformatorer ved bruk av brennbar kjølevæske. Riktignok kan tørre transformatorer også ta fyr. En misbrukt enhet av væsketypen kan til og med eksplodere.
Avhengig av driftsforholdene kan væskefylte produkter kreve et dryppbrett for å samle opp kjølevæskelekkasjer.
Kanskje ved valg av transformatorer er overgangen fra en klar preferanse for tørrtype til væsketype mellom 500 kVA og 2,5 MVA, med den første typen fortrinnsvis brukt til den nedre grensen av området, og den andre over den.
En viktig faktor ved valg av type er installasjonsstedet for transformatoren, for eksempel inne i et kontorbygg eller utenfor, samt service av industrielle laster.
Tørrtransformatorer over 5MVA er lett tilgjengelige, men mange er væskefylte. For utendørs installasjon er denne typen også dominerende.
Noen ord om ventilasjon
Når transformatoren er utstyrt med vifte, kan belastningen økes betydelig. Altså for støpte viklingerdenne funksjonen kan øke den kontinuerlige belastningskapasiteten opp til 50 % over den nominelle belastningen. For VPE- eller VPI-typer kan økningen i kraft i dette tilfellet være opptil 33 %.
For eksempel øker effekten til en standard 3000 kVA støpeviklet transformator, når den er utstyrt med en vifte, til 4500 kVA (med 50%). Samtidig vil en 2500 kVA VPE- eller VPI-type med vifte heve den til 3,333 kVA (med 33%).
Du må imidlertid alltid ta hensyn til at tilstedeværelsen av en blåser reduserer den generelle påliteligheten til systemet. Hvis viften svikter ved drift med blåsing under en høyere belastning enn den nominelle, er det en reell risiko for en alvorlig ulykke, som et resultat av at du kan miste hele transformatoren.
Og hva med det russiske markedet?
Det er verdt å merke seg at det de siste årene i Russland har vært en jevn tendens til å gjenta opplevelsen fra Europa, hvor opptil 90 % av alle nyinstallerte transformatorer er av tørrtype. Markedet reagerer deretter. I dag i Russland er det tilbud om slike enheter fra to grupper av produsenter. Den første av dem inkluderer russiske, italienske, kinesiske og koreanske merker. I utgangspunktet tilbys konstruktive analoger av kjente russiske merker: TSZ, TSL, TSGL. Hvor mye koster en slik tørr transformator? Prisen på en typisk "tusen" varierer fra 900 tusen til 1 million rubler.
Den andre gruppen inkluderer tyske og franske produsenter. De tilbyr karakterer av DTTH, GDNN, GDHN-serien. Hvor mye vil en slik importert transformator koste? Prisen på den samme «tuseneren» vil være fra 1,5 til 2 millioner rubler.
