Transformator suchy: rodzaje, izolacja i zastosowania|Yawei

A transformator suchyprzesyła energię elektryczną bez użycia konwencjonalnego oleju transformatorowego do izolacji i chłodzenia. Zamiast tego wykorzystuje stałe materiały izolacyjne, żywicę, powietrze lub, w niektórych specjalnych konstrukcjach, gaz.

To sprawia, że ​​transformatory suche są praktyczną opcją dla wielu instalacji wewnętrznych i wrażliwych na środowisko. Często można je znaleźć w budynkach komercyjnych, fabrykach, centrach danych, szpitalach, projektach związanych z energią odnawialną, systemach kolejowych i innych obiektach, w których liczy się bezpieczeństwo przeciwpożarowe i warunki instalacji.

Nie ma jednak jednego projektu, który pasowałby do każdego projektu. Transformatory-żywiczne, transformatory VPI, transformatory z izolacją poliaryloaminową, SF₆transformatory z izolacją gazową i transformatory suche-kablowe charakteryzują się nieco innym podejściem do izolacji i chłodzenia.

Kiedy więc ktoś mówi „transformator suchy”, warto zapytać, jaki typ ma na myśli.

Co to jest transformator suchy?

A transformator suchywykorzystuje izolację inną niż-ciekła do izolowania uzwojeń i rdzenia. Ponieważ transformator nadal wytwarza ciepło ze strat w rdzeniu i uzwojeniu, potrzebuje również odpowiedniego systemu chłodzenia, aby utrzymać temperaturę pod kontrolą.

Typowy transformator suchy zawiera rdzeń magnetyczny, uzwojenie-wysokiego,{1}}niskiego napięcia, system izolacji, zaciski, wsporniki mechaniczne i układ chłodzenia. W zależności od projektu, w zestawie mogą znajdować się również czujniki temperatury, wentylatory, obudowa i sprzęt ochronny.

Oczywistą zaletą jest brak konwencjonalnego zbiornika oleju transformatorowego. Eliminuje to ryzyko wycieku oleju i sprawia, że ​​transformatory suche dobrze nadają się do wewnętrznych pomieszczeń elektrycznych i obszarów, w których izolacja płynna jest niepożądana.

To powiedziawszy, „suche” nie oznacza-bezobsługowe. Transformator nadal wymaga odpowiedniej wentylacji, kontroli, czyszczenia, monitorowania temperatury i ochrony. Środowisko instalacji może mieć duże znaczenie.

Żywica-Typ suchy-Transformatory

Transformatory suche-żywiczne-typu żywicznegosą szeroko stosowane w przemysłowych i komercyjnych systemach zasilania. Żywica stanowi główną część izolacji uzwojeń i pomaga chronić przewody przed wilgocią, kurzem, zanieczyszczeniem i naprężeniami mechanicznymi.

Istnieje kilka technologii opartych-żywicy i nie wszystkie są dokładnie takie same.

Odlew-wypełniony żywicą

W przypadku konstrukcji wypełnionych-żywicą uzwojenie jest otoczone lub wypełnione żywicą izolacyjną. Po utwardzeniu żywica tworzy solidną strukturę izolacyjną wokół uzwojenia.

Może to być przydatne w środowiskach, w których problemem jest wilgoć lub zanieczyszczenie. Na przykład w obiektach przemysłowych może występować kurz, wilgoć lub zanieczyszczenia w powietrzu, które mogą powodować problemy w-słabiej chronionych systemach uzwojeń.

Ale jakość żywicy ma znaczenie. Właściwie całkiem sporo. Pustki, pęknięcia, uwięzione powietrze lub słabe utwardzenie mogą osłabić system izolacji i przyczynić się do wyładowań niezupełnych w zastosowaniach wysokiego-napięcia.

Odlew z żywicy

Odlew z żywicyto proces produkcyjny, podczas którego uzwojenie jest umieszczane wewnątrz formy i wokół niego wprowadzana jest żywica izolacyjna. Następnie żywicę utwardza ​​się w kontrolowanych warunkach.

Proces może wydawać się prosty, ale za kulisami dzieje się wiele. Należy dokładnie kontrolować temperaturę żywicy, lepkość, warunki próżni, czas utwardzania i grubość izolacji.

Dobry odlew pomaga zredukować wewnętrzne kieszenie powietrzne i inne defekty. Jest to ważne, ponieważ nawet niewielkie niedoskonałości izolacji-wysokonapięciowej mogą stać się problemem po latach naprężeń elektrycznych i termicznych.

Uzwojenie żywiczne

wuzwojenie żywiczneżywica staje się ważną częścią systemu izolacji uzwojeń. Przewodniki miedziane lub aluminiowe można łączyć z żywicą, włóknem szklanym, papierem izolacyjnym lub folią izolacyjną.

Uzwojenie musi wytrzymać zarówno naprężenia elektryczne, jak i mechaniczne. Kiedy transformator jest mocno obciążony, uzwojenie nagrzewa się. Kiedy obciążenie spada, następuje ochłodzenie. Cykl ten powtarza się wielokrotnie podczas normalnej pracy.

Z tego powodu system izolacji wymaga dobrych parametrów elektrycznych, a także wystarczającej wytrzymałości mechanicznej, aby wytrzymać rozszerzanie i kurczenie się cieplne.

Impregnacja żywicy pod ciśnieniem

Impregnacja żywicy podciśnieniowo-podciśnieniowej (VPI)to kolejna technologia izolacji żywicy stosowana w transformatorach suchych.

Podczas VPI uzwojenie jest poddawane działaniu żywicy w kontrolowanych warunkach próżni i ciśnienia. Dzięki temu żywica może skuteczniej wnikać w strukturę izolacji, jednocześnie pomagając zmniejszyć ilość uwięzionego powietrza.

Po utwardzeniu uzwojenie staje się mocniejsze mechanicznie i lepiej chronione przed wilgocią i wpływami środowiska.

Czasami wymienia się VPI i odlewanie żywicy, ale nie są to ten sam proces produkcyjny. Konstrukcja uzwojeń i metoda produkcji są różne, dlatego wybór zależy od przeznaczenia transformatora.

Transformatory izolowane poliaryloaminą

Transformatory izolowane poliaryloaminąjako część systemu izolacyjnego używaj materiałów polimerowych-na bazie poliaryloaminy.

Poliaryloamina to-polimer o wysokiej wydajności i przydatnych właściwościach elektrycznych i termicznych. W konstrukcji transformatorów zaawansowana izolacja polimerowa może zapewnić dodatkową elastyczność przy projektowaniu kompaktowych konstrukcji uzwojeń i systemów izolacyjnych.

Ten typ transformatora można rozważyć tam, gdzie ważna jest dobra izolacja elektryczna, wydajność cieplna i zwarta konstrukcja.

Jednak błędem byłoby ocenianie transformatora wyłącznie na podstawie materiału izolacyjnego. Konstrukcja rdzenia, dobór przewodów, układ uzwojeń, chłodzenie, jakość produkcji i warunki pracy – wszystko to współdziała.

W rzeczywistych-projektach liczy się kompletny system izolacji.

SF₆Transformatory izolowane gazem

SF₆transformatory izolowane gazemużyj sześciofluorku siarki (SF₆) gaz zamiast konwencjonalnej izolacji płynnej.

SF₆ma wysoką wytrzymałość dielektryczną i jest używany od wielu lat w sprzęcie elektrycznym-wysokiego napięcia. Pod odpowiednim ciśnieniem i w odpowiednio zaprojektowanej obudowie może zapewnić skuteczną izolację, jednocześnie wspierając kompaktowe konstrukcje sprzętu.

Jednak SF₆systemy mają również pewne specjalne wymagania.

Właściwości izolacyjne SF₆Gaz

Jedna z głównych zalet SF₆jest jego dobra wydajność dielektryczna. Może zapewnić skuteczną izolację elektryczną pomiędzy elementami pod napięciem, jeśli ciśnienie gazu i konstrukcja urządzenia są odpowiednie.

Ale nie chodzi po prostu o umieszczenie SF₆wewnątrz metalowej obudowy i koniec. Ciśnienie gazu, temperatura, rozkład pola elektrycznego, konstrukcja obudowy i szczelność gazowa wymagają szczególnej uwagi.

Rozpraszanie ciepła SF₆Chłodzenie gazu i transformatora

Transformatory wytwarzają ciepło niezależnie od tego, czy medium izolacyjnym jest olej, powietrze, żywica czy gaz.

W SF₆transformator izolowany gazem, ciepło z rdzenia i uzwojeń przedostaje się do gazu, a następnie musi zostać przeniesione przez obudowę i układ chłodzenia.

W zależności od konstrukcji transformatora, chłodzenie może wykorzystywać obieg gazu ziemnego, wymuszony obieg gazu lub zewnętrzny układ chłodzenia.

Dlatego konstrukcja termiczna jest tak samo ważna jak konstrukcja dielektryczna. Transformator może mieć doskonałą izolację, ale nadal może powodować problemy, jeśli nie można skutecznie usunąć ciepła.

SF₆Elementy transformatora w izolacji gazowej

Dokładna konfiguracja zależy od producenta i zastosowania, ale SF₆transformator z izolacją gazową może obejmować rdzeń, uzwojenia,-wypełnioną gazem obudowę, zaciski lub przepusty, sprzęt do monitorowania gazu,-urządzenia do kontroli ciśnienia, sprzęt chłodzący i systemy zabezpieczające.

Szczególnie ważne jest monitorowanie ciśnienia gazu. Jeżeli wyciek gazu i ciśnienie spadnie poniżej wymaganego poziomu, może to mieć wpływ na skuteczność izolacji.

SF₆Efekt cieplarniany

Istnieje również kwestia ochrony środowiska, której nie można pominąć.

SF₆jest bardzo silnym gazem cieplarnianym i może pozostawać w atmosferze przez długi czas. W rezultacie producenci i operatorzy muszą zwracać szczególną uwagę na zapobieganie wyciekom, odzyskiwanie gazów, recykling i obsługę--wycofania z eksploatacji.

Przepisy dotyczące ochrony środowiska stają się coraz ważniejsze przy zamówieniach sprzętu elektrycznego. W przypadku projektów uwzględniających SF₆technologii, sensowna jest ocena zarówno korzyści technicznych, jak i wymagań środowiskowych.

Kabel-Typ suchy-Transformatory

Transformatory kablowe-typu suchego-użyj izolowanego kabla lub-przewodów podobnych do kabla jako części systemu uzwojenia.

Zamiast stosowania konwencjonalnych przewodów gołych lub taśmowych, w uzwojeniu zintegrowano technologię izolowanych kabli. Może to pomóc w uzyskaniu określonych rozwiązań izolacyjnych i, w niektórych projektach, bardziej zwartej konstrukcji.

Transformatory suche typu kablowego są na ogół bardziej wyspecjalizowane niż standardowe transformatory-odlewane z żywicy. Można je wziąć pod uwagę, gdy projekt ma określone wymagania dotyczące napięcia, izolacji, przestrzeni lub uzwojenia.

Izolacja kabla musi nadal wytrzymywać naprężenia elektryczne, ciepło, siły mechaniczne i powtarzające się zmiany temperatury. Zatem znowu ważna jest konstrukcja termiczna i jakość izolacji.

Jak wybrać odpowiedni transformator suchy

Wybór słusznościtransformator suchyzaczyna się od układu elektrycznego, a nie od broszury produktu.

Należy sprawdzić pojemność znamionową, napięcie pierwotne i wtórne, częstotliwość, impedancję, grupę wektorów, poziom izolacji, wzrost temperatury, metodę chłodzenia, temperaturę otoczenia, wysokość montażu, parametry obudowy i obowiązujące normy.

Środowisko jest równie ważne.

Fabryka może narazić transformator na działanie kurzu, wilgoci, chemikaliów, wibracji lub zmiennych obciążeń. Centrum danych może charakteryzować się ciągłym wysokim obciążeniem, harmonicznymi, dużą gęstością mocy i silną potrzebą przyszłej rozbudowy.

W przypadku instalacji wewnętrznych szczególnie łatwo jest przeoczyć wentylację. Transformator może być odpowiednio zaprojektowany i nadal działać zbyt gorąco, jeśli pomieszczenie elektryczne nie jest w stanie usunąć wystarczającej ilości ciepła.

Chłodzenie transformatora typu suchego

Chłodzenie jest jednym z kluczowych czynników przy projektowaniu transformatorów suchych.

Używa się wielu transformatorów suchychChłodzenie, co oznacza naturalne chłodzenie powietrzem. Ciepło powstające w rdzeniu i uzwojeniach jest przekazywane przez konstrukcję transformatora i uwalniane do otaczającego powietrza.

W przypadku większych wartości znamionowych lub cięższych ładunków,Chłodzenie AFlub można zastosować chłodzenie wymuszone powietrzem. Wentylatory zwiększają przepływ powietrza i pomagają skuteczniej odprowadzać ciepło.

Metoda chłodzenia wpływa na wzrost temperatury i zdolność do ciągłego obciążenia. Ale wentylacja pomieszczenia też ma znaczenie. Słabo wentylowane pomieszczenie transformatora może zmniejszyć praktyczną wydajność nawet-dobrze zaprojektowanego transformatora.

Zastosowania transformatorów suchych

Transformatory suche są wykorzystywane w szerokiej gamie zastosowań, w tym w budynkach komercyjnych, fabrykach, szpitalach, centrach danych, centrach handlowych,-wieżowcach, tunelach, systemach kolejowych, projektach związanych z energią odnawialną i obiektach infrastrukturalnych.

Są szczególnie atrakcyjne tam, gdzie unikanie oleju transformatorowego może uprościć planowanie-bezpieczeństwa przeciwpożarowego lub zmniejszyć ryzyko wycieku cieczy.

W projektach związanych z energią słoneczną i wiatrową można również wykorzystywać transformatory suche do niektórych zastosowań związanych z konwersją i dystrybucją energii. Ostateczny wybór zależy od napięcia, pojemności, profilu obciążenia, warunków środowiskowych i specyfikacji projektu.

Transformator suchy a transformator olejowy-Transformator zanurzony

Żadna technologia nie jest automatycznie lepsza.

Transformator suchy jest często dobrym wyborem dla wewnętrznych pomieszczeń elektrycznych, obiektów komercyjnych, tuneli, szpitali i centrów danych, gdzie ważne jest bezpieczeństwo przeciwpożarowe i brak izolacji cieczowej.

Transformatory zanurzone w oleju-są nadal szeroko stosowane w podstacjach zewnętrznych, elektrowniach, zakładach użyteczności publicznej oraz w systemach przesyłowych i dystrybucyjnych o dużej-wydajności. Olej transformatorowy zapewnia zarówno izolację elektryczną, jak i efektywne przenoszenie ciepła, co może być znaczącą zaletą w przypadku transformatorów dużej mocy.

Ostatecznie decyzja powinna opierać się na całym projekcie,-a nie tylko na typie transformatora.

Standardy i jakość produkcji

Niezawodnytransformator suchyzależy od czegoś więcej niż tylko materiału izolacyjnego.

Konstrukcja rdzenia, jakość przewodnika, konstrukcja uzwojenia, obróbka żywicy, montaż mechaniczny, chłodzenie i testy fabryczne – wszystko to wpływa na wydajność i żywotność transformatora.

W zależności od zastosowania, transformatory suche mogą być projektowane i testowane zgodnie z:IEC 60076-11, wraz z obowiązującymi normami krajowymi i specyfikacjami projektu.

Typowe testy fabryczne mogą obejmować testy rezystancji uzwojeń, współczynnika napięcia, izolacji,-utraty obciążenia, utraty obciążenia, badania dielektryka, wzrostu temperatury,-poziomu dźwięku i, w stosownych przypadkach, testy wyładowań niezupełnych.

Dla wykonawców EPC i zespołów zakupowych warto porównać nie tylko cenę i moc znamionową kVA. Dwa transformatory o tej samej mocy znamionowej mogą mieć bardzo różne systemy izolacji, jakość produkcji, wydajność chłodzenia i oczekiwaną żywotność.

Wniosek

Thetransformator suchyto ważne rozwiązanie dla nowoczesnej dystrybucji energii elektrycznej, szczególnie tam, gdzie priorytetami są instalacje wewnętrzne, bezpieczeństwo przeciwpożarowe, ochrona środowiska i konserwacja związana z zmniejszoną ilością oleju-.

W transformatorach-żywicznych stosowane są takie technologie jakodlewanie żywicy, nawijanie żywicy i impregnacja żywicą pod ciśnieniem. Transformatory izolowane poliaryloaminąstosować zaawansowane materiały polimerowe do specjalistycznych systemów izolacyjnych.SF₆transformatory izolowane gazemzapewniają dobre właściwości dielektryczne, ale wymagają ostrożnego zarządzania gazem ze względu naSF₆efekt cieplarniany. Transformatory kablowe-typu suchego-użyj technologii izolowanych kabli do bardziej specjalistycznych zastosowań uzwojenia.

Najbardziej skomplikowana technologia nie zawsze jest najlepszym wyborem. Czasami konwencjonalny transformator-odlany z żywicy jest dokładnie tym, czego potrzebuje projekt. W innych sytuacjach lepiej sprawdzi się wyspecjalizowany system izolacji lub uzwojenia.

DlaTransformator Yawei'apraktyczne podejście polega na rozpoczęciu od rzeczywistego układu elektrycznego i środowiska pracy. Napięcie, pojemność, chłodzenie, izolacja, warunki instalacji i długoterminowe-wymagania operacyjne – wszystko to musi ze sobą współdziałać.

To właśnie sprawia, że ​​transformator suchy z produktu z karty specyfikacji staje się niezawodnym sprzętem, który może zapewnić ciągłą pracę układu elektrycznego dzień po dniu.

Skontaktuj się teraz