När du använder el är det nödvändigt att ändra spänningen från en nivå till en annan. Transformatorer av torr typ (aka luftkylda) utför denna funktion så säkert och effektivt att de används i stor utsträckning för inomhusinstallationer i offentliga byggnader och bostadshus där andra typer av dessa enheter anses vara för riskabla.
Typer av transformatorer: flytande och torra
I grund och botten finns det två olika typer av en sådan anordning: vätskeisolerad och kyld (vätsketyp) och luft- eller luft-gasblandning kyld (torr typ).
För transformatorer av den första typen kan kylmediet vara vanlig mineralolja. Även andra ämnen används, såsom flamskyddade kolväten och silikonvätskor. Sådana transformatorer har en kärna och lindningar nedsänkta i en tank med flytande medium, som fungerar som både en isolator och ett kylmedel.
Den vanligaste krafttorkatransformatorer har lindningar fyllda med epoxiharts, som fungerar som en isolator. Det skyddar ledare från damm och atmosfärisk korrosion. Eftersom spiralgjutformar endast används med fasta dimensioner, finns det mindre utrymme för förändringar i utformningen av sådana anordningar. I det sortiment som vanligtvis används för strömförsörjning av små industriföretag, såväl som offentliga byggnader och bostadshus, duplicerar torrtypstransformatorer fullständigt kapacitetsutbudet hos deras flytande motsvarigheter.
Huvudparametrar
Det mest avgörande momentet i driften av enheterna i fråga är att säkerställa temperaturregimen för lindningarna. För att hjälpa till med valet eller köpet av en apparat av torr typ för strömförsörjning av olika objekt kommer vi att överväga flera grundläggande driftsparametrar:
- Ström, kVA.
- Nominell primär och sekundär spänning.
- Värmeavledningen för ett isoleringssystem är summan av den maximala omgivningstemperaturen + medeltemperaturstegringen i lindningarna + skillnaden mellan medeltemperaturökningen i lindningarna och den högsta temperaturen i dem.
- Kärna och spolar - möjlig skada på kärnan eller ansamling av delaminering (koppar- eller aluminiumledare) är särskilt oroande.
Det finns olika strukturella typer av transformatorer, som främst bestäms av metoderna som används för att isolera deras lindningar. Bland dem är kända: vakuumimpregnering, inkapsling och gjuten spole. Låt oss överväga var och en av dem separat.
Vakuumimpregnering (VPI) isolering
Denna teknik skapar en lackfinish på ledarna genom att växla tryck och vakuumcykler. VPI-processen använder polyesterhartser. Det ger ledarna en bättre lackfinish än konventionell doppning. Slingor belagda med det placeras sedan i en ugn där bakning äger rum. De är mycket mer resistenta mot koronaurladdningar. Hur ser en sådan transformator ut? Hans foto publiceras nedan.
Vacuum Encapsulation (VPE)
Denna metod överträffar vanligtvis VPI-processen. Flera dopp tillsätts under tillverkningsprocessen för att kapsla in spolen, varefter deras beläggning bakas i en ugn. Dessa transformatorer erbjuder bättre skydd mot aggressiva och fuktiga miljöer än deras VPI-motsvarigheter. Hur ser en sådan transformator ut? Hans foto presenteras nedan.
Inkapsling (försegling)
Inkapslade transformatorer är konventionella enheter med lindningar belagda med silikonföreningar eller epoxiharts och helt inneslutna i ett tungt hölje. Tillverkningsprocessen fyller lindningarna med ett tätt epoxiharts med hög dielektrisk styrka, vilket skyddar transformatorn från alla miljöer.
Gjutna spolar (i gjuten förtätad epoxi)
Dessa enheter innehåller spolar som är inkapslade i epoxi under gjutningsprocessen. De är helt fyllda med harts under verkan avvakuum.
Varje lindningsisoleringsmetod är speciellt lämpad för specifika miljöer. Det är mycket viktigt att förstå var det är bäst att använda lämpliga enhetstyper. Till exempel kostar torrgjutna hartstransformatorer cirka 50 % mer än VPE- eller VPI-produkter. Således kan valet av en specifik typ av enhet avsevärt påverka den totala kostnaden för projektet.
Rekommendationer för val
Där ökat motstånd mot koronaurladdningar (d.v.s. elektriska urladdningar orsakade av en fältstyrka som överstiger isoleringens dielektriska styrka) krävs, när ökad mekanisk styrka hos lindningarna inte krävs, bör en transformator av VPI-typ användas.
Använd dessa med gjutna spolar när extra styrka och skydd krävs, till exempel i tuffa miljöer som kemiska processanläggningar, byggmaterialfabriker och utomhusinstallationer. Aggressiva miljöer inkluderar ämnen som negativt kan påverka lindningarna hos andra transformatorer av torr typ, inklusive s alter, damm, korrosiva gaser, fukt och metallpartiklar.
Dessutom har gjutna hartslindningar förbättrad förmåga att motstå kortvariga och upprepade överbelastningar som är vanliga i många tillverkningsprocesser.
En ingenjör måste ofta välja mellan gjutharts eller VPI/VPE-typ för kritiska applikationer och tuffa miljöer. Den första typen anses generellt vara den bästa. Vissa tillverkaredock påpekas att gjuthartsisolering begränsar transformatorns livslängd. Termisk expansionskoefficient för epoxiharts är mindre än för kopparledare. Den cykliska expansionen och sammandragningen när spolarna värms upp och svalnar kan så småningom få hartset att spricka. Det noteras också att transformatorn av VPI-typ bättre klarar sådana processer och därför håller längre. I slutändan är det slutgiltiga valet upp till kraftingenjören.
Liquid vs. Dry
Vätskefyllda transformatorer tenderar att vara effektivare än torrfyllda, så de har längre livslängd. Dessutom är vätska ett mer effektivt medium för att kyla lokala högtemperaturområden i lindningar. Dessutom har vätskefyllda enheter bättre överbelastningskapacitet.
En 1000 KVA torrtransformator med halv belastning har alltså en förlustnivå på cirka 8 kW och vid full belastning cirka 16 kW. Samtidigt har samma "tusen", men flytande, ungefär hälften av avfallet. Oljan "tvåtusen" vid halv belastning medför förluster på 8 kW och vid full belastning - 16 kW. Dess torra motsvarighet kännetecknas av kostnader på 13 respektive 26,5 kW. Det betyder att det är transformatorer av torrtyp som håller det tveksamma försprånget vad gäller förluster. Samtidigt är deras pris högre än för flytande.
På grund av mer intensiv kylning av lindningarna har flytande enheter mindre dimensioner (djup och bredd) än torra enheter med samma effekt. Det kanpåverka det nödvändiga området för transformatorstationer (särskilt inbyggda), och därmed kostnaden för hela anläggningen. Så en typisk torrtransformator 1000 KVA har ett djup på 1,6 m och en bredd på 2,44 m. Samtidigt har en liknande oljetransformator på ett nära djup en bredd på cirka 1,5 m. Men denna typ har dock, har ett antal nackdelar.
Till exempel är brandskydd viktigare för vätsketransformatorer vid användning av brandfarlig kylvätska. Det är sant att torra transformatorer också kan fatta eld. En felaktig vätskeliknande enhet kan till och med explodera.
Beroende på driftsförhållanden kan vätskefyllda produkter kräva en droppbricka för att samla upp eventuella kylvätskeläckor.
Kanske när man väljer transformatorer är övergången från en tydlig preferens för torr typ till vätsketyp mellan 500 kVA och 2,5 MVA, där den första typen helst används till den nedre gränsen av intervallet och den andra ovanför den.
En viktig faktor vid val av typ är installationsplatsen för transformatorn, till exempel inne i en kontorsbyggnad eller utanför, samt service av industriella laster.
Transformatorer av torr typ över 5MVA är lätt tillgängliga, men många är vätskefyllda. För utomhusinstallation är denna typ också dominerande.
Några ord om ventilation
När transformatorn är utrustad med en fläkt kan belastningen ökas avsevärt. Alltså för gjutna lindningardenna funktion kan höja den kontinuerliga lastkapaciteten upp till 50 % över den nominella lasten. För VPE- eller VPI-typer kan effektökningen i detta fall vara upp till 33%.
Till exempel ökar effekten hos en standard 3000 kVA gjutlindad transformator, när den är utrustad med en fläktfläkt, till 4500 kVA (med 50%). Samtidigt kommer en 2500 kVA VPE eller VPI-typ med en fläkt att höja den till 3,333 kVA (med 33%).
Du måste dock alltid ta hänsyn till att närvaron av en fläkt minskar systemets övergripande tillförlitlighet. Om fläkten går sönder vid drift med blåsning under en högre belastning än den märkta, finns det en reell risk för en allvarlig olycka, som ett resultat av att du kan förlora hela transformatorn.
Och hur är det med den ryska marknaden?
Det är värt att notera att det under de senaste åren i Ryssland har funnits en stadig tendens att upprepa erfarenheterna från Europa, där upp till 90 % av alla nyinstallerade transformatorer är av torrtyp. Marknaden reagerar därefter. Idag i Ryska federationen finns det erbjudanden om sådana enheter från två grupper av tillverkare. Den första av dem inkluderar ryska, italienska, kinesiska och koreanska märken. I grund och botten erbjuds konstruktiva analoger av välkända ryska varumärken: TSZ, TSL, TSGL. Hur mycket kostar en sådan torr transformator? Priset på en typisk "tusen" varierar från 900 tusen till 1 miljon rubel.
Den andra gruppen inkluderar tyska och franska tillverkare. De erbjuder kvaliteter av serierna DTTH, GDNN, GDHN. Hur mycket kommer en sådan importerad transformator att kosta? Priset för samma "tusen" kommer att vara från 1,5 till 2 miljoner rubel.
