Transformator suhog tipa: vrste, izolacija i primjene|Yawei

A transformator suvog tipaprenosi električnu energiju bez upotrebe konvencionalnog transformatorskog ulja za izolaciju i hlađenje. Umjesto toga, koristi čvrste izolacijske materijale, smolu, zrak ili, u nekim posebnim izvedbama, plin.

To čini transformatore suhog tipa praktičnom opcijom za mnoge unutrašnje i ekološki osjetljive instalacije. Često ćete ih naći u komercijalnim zgradama, fabrikama, data centrima, bolnicama, projektima obnovljivih izvora energije, železničkim sistemima i drugim objektima gde su važni požarna bezbednost i uslovi instalacije.

Međutim, ne postoji jedinstven dizajn koji odgovara svakom projektu. Transformatori{1}} tipa smole, VPI transformatori, transformatori izolovani poliarilaminom, SF₆transformatori s plinskom izolacijom i kabelski{0}}suhi transformatori imaju malo drugačiji pristup izolaciji i hlađenju.

Dakle, kada neko kaže "suhi transformator", vredi se zapitati na koji tip zapravo misli.

Šta je suvi transformator?

A transformator suvog tipakoristi ne-tečnu izolaciju da izoluje svoje namotaje i jezgro. Budući da transformator još uvijek proizvodi toplinu iz gubitaka jezgra i namotaja, potreban mu je i odgovarajući sistem hlađenja kako bi se temperatura održavala pod kontrolom.

Tipični transformator suhog tipa sadrži magnetno jezgro, visoko-namotaj, nisko-namotaj, izolacijski sistem, terminale, mehaničke nosače i rashladni uređaj. Ovisno o dizajnu, senzori temperature, ventilatori, kućište i zaštitna oprema također mogu biti uključeni.

Jedna očigledna prednost je da ne postoji konvencionalni rezervoar za transformatorsko ulje. Ovo eliminira rizik od curenja ulja i može učiniti suve transformatore dobrim za unutrašnje električne prostorije i područja gdje je tečna izolacija nepoželjna.

Međutim, "suvo" ne znači{0}}održavanje. Transformatoru je i dalje potrebna odgovarajuća ventilacija, inspekcija, čišćenje, praćenje temperature i zaštita. Okruženje instalacije može napraviti veliku razliku.

Transformatori tipa smole{0}}suhi{1}}

Transformatori tipa smole-suhi{1}}tipase široko koriste u industrijskim i komercijalnim elektroenergetskim sistemima. Smola čini glavni dio izolacije namotaja i pomaže u zaštiti vodiča od vlage, prašine, kontaminacije i mehaničkog naprezanja.

Postoji nekoliko tehnologija{0}} zasnovanih na smoli i nisu sve potpuno iste.

Odlijevanje{0}}punjeno smolom

Kod konstrukcije punjene smolom{0}}, namotaj je okružen ili ispunjen izolacionom smolom. Kada se smola stvrdne, formira čvrstu izolacijsku strukturu oko namotaja.

Ovo može biti korisno u okruženjima gdje su vlaga ili kontaminacija zabrinuti. Na primjer, industrijski objekti mogu imati prašinu, vlagu ili zagađivače u zraku koji bi mogli uzrokovati probleme za manje-zaštićene sisteme namotaja.

Ali kvalitet smole je bitan. U stvari, dosta. Praznine, pukotine, zarobljeni zrak ili slabo očvršćavanje mogu oslabiti izolacijski sistem i mogu doprinijeti djelomičnom pražnjenju u visokonaponskim-primjenama.

Resin Casting

Lijevanje od smoleje proizvodni proces u kojem se namotaj postavlja unutar kalupa i oko njega se unosi izolacijska smola. Smola se zatim stvrdnjava u kontrolisanim uslovima.

Proces može zvučati jednostavno, ali iza kulisa se mnogo toga dešava. Temperatura smole, viskozitet, uslovi vakuuma, vreme očvršćavanja i debljina izolacije moraju se pažljivo kontrolisati.

Dobar livenje pomaže u smanjenju unutrašnjih zračnih džepova i drugih nedostataka. To je važno jer čak i male nesavršenosti unutar visokonaponske-izolacije mogu postati problem nakon godina električnog i termičkog stresa.

Resin Winding

U anamotavanje smole, smola postaje važan dio sistema izolacije namotaja. Bakarni ili aluminijski provodnici mogu se kombinirati sa smolom, staklenim vlaknima, izolacijskim papirom ili izolacijskim filmom.

Namotaj mora podnijeti i električna i mehanička opterećenja. Kada je transformator jako opterećen, namotaj se zagrijava. Kada opterećenje padne, hladi se. Ovaj ciklus se dešava iznova i iznova tokom normalnog rada.

Iz tog razloga, izolacijskom sistemu su potrebne dobre električne performanse, kao i dovoljna mehanička čvrstoća da izdrži toplinsko širenje i kontrakciju.

Impregnacija pod vakuumom od smole

Vakuumska impregnacija pod pritiskom od smole (VPI)je još jedna tehnologija izolacije od smole koja se koristi u suhim transformatorima.

Tokom VPI, namotaj je izložen smoli pod kontrolisanim uslovima vakuuma i pritiska. Ovo omogućava smoli da efikasnije prodre u izolacionu strukturu, a istovremeno pomaže u smanjenju zarobljenog vazduha.

Nakon stvrdnjavanja, namotaj postaje mehanički jači i bolje zaštićen od vlage i utjecaja okoline.

VPI i livenje od smole se ponekad spominju zajedno, ali to nisu isti proizvodni proces. Struktura namotaja i način proizvodnje su različiti, pa izbor ovisi o namjeni transformatora.

Transformatori izolirani poliarilaminom

Transformatori izolovani poliarilaminomkoristite polimerne materijale na bazi poliarilamina- kao dio izolacionog sistema.

Poliarilamin je visoko{0}}polimer sa korisnim električnim i termičkim svojstvima. U konstrukciji transformatora, napredna polimerna izolacija može pružiti dodatnu fleksibilnost pri projektovanju kompaktnih struktura namotaja i izolacijskih sistema.

Ovaj tip transformatora može se uzeti u obzir tamo gdje su važna dobra električna izolacija, toplinske performanse i kompaktna konstrukcija.

Ipak, bilo bi pogrešno suditi o transformatoru samo na osnovu njegovog izolacionog materijala. Dizajn jezgra, izbor provodnika, raspored namotaja, hlađenje, kvalitet proizvodnje i radni uslovi rade zajedno.

U projektima iz stvarnog{0}}svijeta, kompletan sistem izolacije je ono što je bitno.

SF₆Transformatori izolovani gasom

SF₆gasno izolovani transformatorikoristite sumpor heksafluorid (SF₆) plin umjesto konvencionalne tečne izolacije.

SF₆ima visoku dielektričnu čvrstoću i koristi se dugi niz godina u visokonaponskoj-električnoj opremi. Pod odgovarajućim pritiskom i unutar pravilno dizajniranog kućišta, može pružiti efikasnu izolaciju dok podržava dizajn kompaktne opreme.

Međutim, SF₆sistemi također imaju neke posebne zahtjeve.

Izolacijska svojstva SF₆Gas

Jedna od glavnih prednosti SF₆je njegova snažna dielektrična svojstva. Može da obezbedi efikasnu električnu izolaciju između komponenti pod naponom kada su pritisak gasa i dizajn opreme odgovarajući.

Ali to nije samo slučaj stavljanja SF-a₆unutar metalnog kućišta i naziva ga gotovim. Pritisak plina, temperatura, distribucija električnog polja, dizajn kućišta i nepropusnost plina zahtijevaju posebnu pažnju.

Toplotna disipacija SF₆Hlađenje plina i transformatora

Transformatori stvaraju toplinu bez obzira da li je izolacijski medij ulje, zrak, smola ili plin.

U SF₆gasom izolovanog transformatora, toplota iz jezgra i namotaja prelazi u gas i zatim se treba preneti kroz kućište i sistem za hlađenje.

U zavisnosti od dizajna transformatora, hlađenje može da koristi cirkulaciju prirodnog gasa, prinudnu cirkulaciju gasa ili spoljni sistem hlađenja.

Zbog toga je termički dizajn jednako važan kao i dielektrični dizajn. Transformator može imati odličnu izolaciju, ali se i dalje suočava s problemima ako se toplina ne može efikasno ukloniti.

SF₆Komponente transformatora izolovane gasom

Točna konfiguracija ovisi o proizvođaču i primjeni, ali SF₆transformator s plinskom izolacijom može uključivati ​​jezgro, namote, kućište-punjeno plinom, terminale ili čahure, opremu za praćenje plina, uređaje za{1}}kontrolu pritiska, opremu za hlađenje i sisteme zaštite.

Praćenje pritiska gasa je posebno važno. Ako curenje gasa i pritisak padne ispod potrebnog nivoa, to može uticati na performanse izolacije.

SF₆Efekat staklene bašte

Postoji i ekološki problem koji se ne smije zanemariti.

SF₆je veoma moćan gas staklene bašte i može ostati u atmosferi dugo vremena. Kao rezultat toga, proizvođači i operateri moraju obratiti veliku pažnju na sprječavanje curenja, povrat plina, recikliranje i rukovanje na kraju--životnog vijeka.

Propisi o zaštiti okoliša također postaju sve važniji u nabavci električne opreme. Za projekte koji se odnose na SF₆tehnologije, ima smisla procijeniti i njene tehničke prednosti i ekološke zahtjeve.

Kabelski{0}}Tip suvi-Transformatori

Kabelski{0}}suhi{1}}transformatorikoristite izolovani kabl ili kablovske{0}}provodnike kao deo sistema namotaja.

Umjesto korištenja konvencionalnih golih ili trakastih provodnika, tehnologija izoliranog kabela je integrirana u namotaj. Ovo može pomoći u postizanju određenih izolacijskih aranžmana i, u nekim dizajnima, kompaktnije konstrukcije.

Kabelski-suhi transformatori su općenito specijalizovaniji od standardnih{1}}transformatora od livenih smola. Mogu se uzeti u obzir kada projekat ima specifične zahtjeve napona, izolacije, prostora ili namotaja.

Izolacija kabla i dalje mora da se nosi sa električnim naprezanjem, toplotom, mehaničkim silama i ponovljenim promenama temperature. Dakle, opet, toplinski dizajn i kvaliteta izolacije su važni.

Kako odabrati pravi transformator suhog tipa

Izbor pravogtransformator suvog tipapočinje od električnog sistema, a ne od brošure o proizvodu.

Nazivni kapacitet, primarni i sekundarni napon, frekvencija, impedansa, vektorska grupa, nivo izolacije, porast temperature, način hlađenja, temperatura okoline, nadmorska visina ugradnje, ocjena kućišta i primjenjivi standardi - sve to treba provjeriti.

Okolina je jednako važna.

Fabrika može izložiti transformator prašini, vlazi, hemikalijama, vibracijama ili promenljivim opterećenjima. Data centar može imati kontinuirano veliko opterećenje, harmonike, veliku gustinu snage i snažnu potrebu za budućim proširenjem.

Za unutrašnje instalacije, ventilaciju je posebno lako previdjeti. Transformator može biti pravilno dizajniran i još uvijek radi previše vruć ako električna soba ne može ukloniti dovoljno topline.

Hlađenje transformatora suvog tipa

Hlađenje je jedan od ključnih faktora u dizajnu suhih transformatora.

Mnogi suvi transformatori koristeAN hlađenje, što znači prirodno hlađenje vazduhom. Toplota stvorena u jezgru i namotajima prenosi se kroz strukturu transformatora i ispušta u okolni zrak.

Za veće kapacitete ili veća opterećenja,AF hlađenje, ili zračno prisilno hlađenje, može se koristiti. Ventilatori povećavaju protok vazduha i pomažu u efikasnijem uklanjanju toplote.

Metoda hlađenja utiče na porast temperature i sposobnost kontinuiranog opterećenja. Ali i ventilacija prostorije je bitna. Loše ventilirana transformatorska prostorija može smanjiti praktične performanse čak i dobro-dizajniranog transformatora.

Primjena suhih transformatora

Suhi transformatori se koriste u širokom spektru primjena, uključujući komercijalne zgrade, fabrike, bolnice, centre podataka, trgovačke centre, visoke- zgrade, tunele, željezničke sisteme, projekte obnovljive energije i infrastrukturne objekte.

Posebno su atraktivni tamo gdje izbjegavanje transformatorskog ulja može pojednostaviti planiranje{0}}požarne sigurnosti ili smanjiti zabrinutost zbog curenja tekućine.

Solarni projekti i projekti vjetra također mogu koristiti suhe transformatore za određene aplikacije za konverziju i distribuciju energije. Konačni izbor zavisi od napona, kapaciteta, profila opterećenja, uslova okoline i specifikacija projekta.

Transformator suhog tipa u odnosu na uljni-transformator

Nijedna tehnologija nije automatski bolja.

Transformator suvog tipa je često dobar izbor za unutrašnje električne prostorije, komercijalne objekte, tunele, bolnice i data centre gde je važna sigurnost od požara i odsustvo tečne izolacije.

Uljni-transformatori i dalje se široko koriste u vanjskim trafostanicama, elektranama, komunalnim uslugama i-prenosnim i distributivnim sistemima velikog kapaciteta. Transformatorsko ulje pruža i električnu izolaciju i efikasan prijenos topline, što može biti značajna prednost za velike energetske transformatore.

Na kraju, odluka bi trebala biti zasnovana na kompletnom projektu-a ne samo na tipu transformatora.

Standardi i kvalitet proizvodnje

Pouzdantransformator suvog tipazavisi od mnogo više od izolacionog materijala.

Konstrukcija jezgra, kvalitet provodnika, dizajn namotaja, obrada smole, mehanička montaža, hlađenje i fabrička ispitivanja utiču na performanse transformatora i životni vek.

Ovisno o primjeni, transformatori suvog tipa mogu biti projektovani i ispitani premaIEC 60076-11, zajedno sa primjenjivim nacionalnim standardima i projektnim specifikacijama.

Tipični tvornički testovi mogu uključivati ​​otpor namotaja, omjer napona, izolaciju, bez{0}}gubitak opterećenja, gubitak opterećenja, dielektrika, porast temperature, nivo zvuka{1}}i testove djelomičnog pražnjenja gdje je primjenjivo.

Za EPC izvođače i timove za nabavku, vredi porediti više od cene i kVA rejtinga. Dva transformatora istog nazivnog kapaciteta mogu imati vrlo različite izolacijske sisteme, kvalitetu proizvodnje, performanse hlađenja i očekivani vijek trajanja.

Zaključak

Thetransformator suvog tipaje važno rješenje za modernu elektrodistribuciju, posebno tamo gdje su prioriteti unutrašnja instalacija, sigurnost od požara, zaštita okoliša i smanjeno{0}}održavanje u vezi s uljem.

Transformatori tipa smole- koriste tehnologije kao što sulivenje smole, namotavanje smole i vakuum impregnacija smolom. Transformatori izolovani poliarilaminomkoristite napredne polimerne materijale za specijalizovane izolacione sisteme.SF₆gasno izolovani transformatoripružaju snažne dielektrične performanse, ali zahtijevaju pažljivo upravljanje plinom zbogSF₆efekat staklene bašte. Kabelski{0}}suhi{1}}transformatorikoristite tehnologiju izolovanog kabla za specijalizovanije primene namotaja.

Najkomplikovanija tehnologija nije uvijek najbolji izbor. Ponekad je konvencionalni transformator{1}}liven od smole upravo ono što projektu treba. U drugim situacijama, specijalizovana izolacija ili sistem namotaja može biti bolji.

ZaYawei Transformer, praktični pristup je da se počne sa stvarnim električnim sistemom i radnim okruženjem. Napon, kapacitet, hlađenje, izolacija, uslovi instalacije i dugoročni radni zahtjevi-trebaju raditi zajedno.

To je ono što pretvara suhi transformator iz proizvoda na listi sa specifikacijama u pouzdanu opremu koja može održavati električni sistem u radu iz dana u dan.

Kontaktirajte sada