Pri uporabi električne energije je potrebno spremeniti napetost z ene ravni na drugo. Suhi transformatorji (tudi zračno hlajeni) opravljajo to funkcijo tako varno in učinkovito, da se pogosto uporabljajo za notranje instalacije v javnih in stanovanjskih zgradbah, kjer druge vrste teh naprav veljajo za preveč tvegane.
Vrste transformatorjev: tekoči in suhi
V bistvu obstajata dve različni vrsti takšne naprave: tekočinsko izolirana in hlajena (tekoča vrsta) in hlajena mešanica zraka ali zraka in plina (suha).
Pri transformatorjih prvega tipa je lahko hladilni medij navadno mineralno olje. Uporabljajo se tudi druge snovi, kot so ognjevarni ogljikovodiki in silikonske tekočine. Takšni transformatorji imajo jedro in navitja, potopljene v rezervoar tekočega medija, ki služi kot izolator in hladilno sredstvo.
Najpogostejša moč sušenjatransformatorji imajo navitja napolnjena z epoksidno smolo, ki služi kot izolator. Ščiti vodnike pred prahom in atmosfersko korozijo. Ker pa se kalupi za vlivanje na tuljavo uporabljajo samo s fiksnimi dimenzijami, je manj prostora za spremembe v zasnovi takšnih naprav. V obsegu, ki se običajno uporablja pri oskrbi z električno energijo malih industrijskih podjetij, pa tudi javnih in stanovanjskih zgradb, suhi transformatorji popolnoma podvajajo obseg zmogljivosti svojih tekočih analogov.
Glavni parametri
Najpomembnejši trenutek pri delovanju zadevnih naprav je zagotoviti temperaturni režim navitij. Za pomoč pri izbiri ali nakupu aparata suhega tipa za napajanje različnih predmetov bomo upoštevali več osnovnih parametrov delovanja:
- Moč, kVA.
- Nazivna primarna in sekundarna napetost.
- Odvajanje toplote izolacijskega sistema je vsota najvišje temperature okolja + povprečnega dviga temperature v navitjih + razlike med povprečnim dvigom temperature v navitjih in najvišjo temperaturo v njih.
- Jedro in tuljave - možne poškodbe jedra ali kopičenje razsloj (bakreni ali aluminijasti vodniki) so še posebej zaskrbljujoči.
Obstajajo različni strukturni tipi transformatorjev, ki jih določajo predvsem metode, ki se uporabljajo za izolacijo njihovih navitij. Med njimi so znani: vakuumska impregnacija, inkapsulacija in lita tuljava. Razmislimo o vsakem posebej.
Izolacija z vakuumsko impregnacijo (VPI)
Ta tehnologija ustvarja lak na vodnikih z izmeničnimi cikli tlaka in vakuuma. Postopek VPI uporablja poliestrske smole. Zagotavlja prevodnikom boljšo lakiranje kot običajno potapljanje. Z njo obložene kolute nato damo v pečico, kjer poteka pečenje. So veliko bolj odporni na koronske razelektritve. Kako izgleda tak transformator? Njegova fotografija je objavljena spodaj.
vakuumska inkapsulacija (VPE)
Ta metoda je običajno boljša od postopka VPI. Med proizvodnim procesom se doda več potopov, da se tuljava zaklene, nato pa se njihov premaz zapeče v pečici. Ti transformatorji nudijo boljšo zaščito pred agresivnimi in vlažnimi okolji kot njihovi kolegi VPI. Kako izgleda tak transformator? Njegova fotografija je predstavljena spodaj.
Inkapsulacija (zapečatenje)
Inkapsulirani transformatorji so običajne naprave z navitji, prevlečenimi s silicijevimi spojinami ali epoksidno smolo in popolnoma zaprti v težkem ohišju. Proizvodni proces napolni navitja z gosto epoksidno smolo z visoko dielektrično trdnostjo, ki ščiti transformator pred vsemi okolji.
Ulite tuljave (iz ulitega zgoščenega epoksida)
Te naprave vsebujejo tuljave, ki so med postopkom oblikovanja zaprte v epoksi. Pod delovanjem so popolnoma napolnjene s smolovakuum.
Vsaka metoda izolacije navitja je posebej primerna za specifična okolja. Zelo pomembno je razumeti, kje je najbolje uporabiti ustrezne vrste naprav. Na primer, transformatorji iz suhe lite smole stanejo približno 50 % več kot izdelki VPE ali VPI. Tako lahko izbira določene vrste naprave bistveno vpliva na skupne stroške projekta.
Priporočila za izbiro
Kjer je potrebna povečana odpornost na koronske razelektritve (tj. električne razelektritve zaradi poljske jakosti, ki presega dielektrično trdnost izolacije), kadar ni potrebna povečana mehanska trdnost navitij, je treba uporabiti transformator tipa VPI.
Uporabite jih z lito tuljavo, kadar sta potrebna dodatna trdnost in zaščita, na primer v težkih okoljih, kot so obrati za kemične procese, tovarne gradbenih materialov in zunanje instalacije. Agresivna okolja vključujejo snovi, ki lahko negativno vplivajo na navitja drugih suhih transformatorjev, vključno s solmi, prahom, korozivnimi plini, vlago in kovinskimi delci.
Poleg tega imajo navitja iz lite smole izboljšano sposobnost, da prenesejo kratkotrajne in ponavljajoče se preobremenitve, ki so pogoste v mnogih proizvodnih procesih.
Inženir se mora pogosto odločiti med lito smolo ali vrsto VPI/VPE za kritične aplikacije in težka okolja. Prva vrsta se na splošno šteje za najboljšo. Nekateri proizvajalcivendar je poudarjeno, da izolacija iz lite smole omejuje življenjsko dobo transformatorja. Koeficient toplotnega raztezanja epoksidne smole je manjši od koeficienta bakrenih prevodnikov. Ciklično raztezanje in krčenje, ko se tuljave segrejejo in ohlajajo, lahko sčasoma povzročijo razpoke smole. Opozoriti je treba tudi, da se transformator tipa VPI bolje spopada s takšnimi procesi in zato traja dlje. Na koncu je končna izbira na energentu.
tekoč vs. suh
Transformatorji, polnjeni s tekočino, so ponavadi učinkovitejši od tistih s suho polnjenjem, zato imajo daljšo življenjsko dobo. Poleg tega je tekočina učinkovitejši medij za hlajenje lokalnih visokotemperaturnih območij v navitjih. Poleg tega imajo naprave, napolnjene s tekočino, boljšo preobremenitveno zmogljivost.
Tako ima 1000 KVA suhi transformator pri polovični obremenitvi stopnjo izgube približno 8 kW, pri polni obremenitvi pa približno 16 kW. Hkrati ima isti "tisočak", vendar tekoč, približno polovico odpadkov. Olje "dva tisočaka" pri polovični obremenitvi ima izgube 8 kW, pri polni obremenitvi pa 16 kW. Za njegov suhi dvojnik so značilni stroški 13 oziroma 26,5 kW. To pomeni, da so suhi transformatorji tisti, ki imajo dvomljivo prednost glede izgub. Hkrati je njihova cena višja od cene tekočih.
Zaradi intenzivnejšega hlajenja navitij imajo tekoče naprave manjše dimenzije (globina in širina) kot suhe naprave enake moči. Lahkovpliva na zahtevano površino transformatorskih postaj (zlasti vgradnih) in s tem na stroške celotnega objekta. Torej ima tipični transformator suhega tipa 1000 KVA globino 1,6 m in širino 2,44 m. Hkrati ima podoben oljni transformator na bližnji globini širino približno 1,5 m. Vendar pa ta tip, ima številne pomanjkljivosti.
Na primer, požarna zaščita je pomembnejša za tekoče transformatorje, kadar uporabljajo vnetljivo hladilno sredstvo. Res je, da se lahko vnamejo tudi suhi transformatorji. Napačno uporabljena naprava tekočega tipa lahko celo eksplodira.
Odvisno od delovnih pogojev lahko izdelki, napolnjeni s tekočino, potrebujejo pladenj za zbiranje puščanja hladilne tekočine.
Morda je pri izbiri transformatorjev prehod iz jasne preference za suhi tip na tekoči tip med 500 kVA in 2,5 MVA, pri čemer je prvi tip prednostno uporabljen do spodnje meje razpona, drugi pa nad njo.
Pomemben dejavnik pri izbiri tipa je mesto namestitve transformatorja, na primer znotraj poslovne stavbe ali zunaj, pa tudi servisiranje industrijskih obremenitev.
Suhi transformatorji nad 5MVA so na voljo, vendar so mnogi napolnjeni s tekočino. Za zunanjo montažo je ta tip tudi prevladujoč.
Nekaj besed o prezračevanju
Ko je transformator opremljen z ventilatorjem, se lahko obremenitev znatno poveča. Torej, za lita navitjata funkcija lahko dvigne neprekinjeno nosilnost do 50 % nad nazivno obremenitvijo. Za vrste VPE ali VPI je lahko povečanje moči v tem primeru do 33%.
Na primer, moč standardnega 3000 kVA transformatorja z lito navito, ko je opremljen z ventilatorjem, se poveča na 4500 kVA (za 50 %). Hkrati ga bo tip 2500 kVA VPE ali VPI z ventilatorjem dvignil na 3,333 kVA (za 33 %).
Vendar pa morate vedno upoštevati, da prisotnost puhala zmanjša splošno zanesljivost sistema. Če ventilator odpove pri delovanju s pihanjem pod obremenitvijo, ki je višja od nazivne, potem obstaja resnična nevarnost hude nesreče, zaradi katere lahko izgubite celoten transformator.
Kaj pa ruski trg?
Omeniti velja, da je v Rusiji zadnja leta stalna težnja po ponovitvi izkušenj Evrope, kjer je do 90 % vseh na novo nameščenih transformatorjev suhega tipa. Trg se temu primerno odzove. Danes v Ruski federaciji obstajajo ponudbe takšnih naprav dveh skupin proizvajalcev. Prva med njimi vključuje ruske, italijanske, kitajske in korejske blagovne znamke. V bistvu so na voljo konstruktivni analogi znanih ruskih blagovnih znamk: TSZ, TSL, TSGL. Koliko stane tak suhi transformator? Cena tipičnega "tisočaka" se giblje od 900 tisoč do 1 milijona rubljev.
V drugo skupino spadajo nemški in francoski proizvajalci. Ponujajo razrede serije DTTH, GDNN, GDHN. Koliko bo stal tak uvoženi transformator? Cena istega "tisočaka" bo od 1,5 do 2 milijona rubljev.
