Ce sunt transformatoarele uscate? Caracteristici tehnice și domeniul de aplicare

Atunci când utilizați energie electrică, trebuie să modificați tensiunea de la un nivel la altul. transformatoare uscate (altfel - cu aer răcit) realizează această funcție în condiții de siguranță și în mod eficient, astfel încât acestea sunt utilizate pe scară largă pentru instalare la interior în clădirile publice și rezidențiale, în cazul în care alte tipuri de aceste dispozitive sunt considerate a fi prea riscant.

Tipuri de transformatoare: lichide și uscate

În principiu, există două tipuri diferite de astfel de dispozitive: cu izolație lichidă și răcire (tip lichid) și cu răcire cu aer sau amestec aer-gaz (tip uscat).

Pentru transformatoarele de primul tip, uleiul mineral uzual poate fi mediul de răcire. Se folosesc și alte substanțe, cum ar fi hidrocarburile neinflamabile și fluidele organosilicone. Astfel de transformatoare au un miez și bobinaje imersate într-un rezervor cu un mediu lichid, care servește atât ca un izolator cât și ca un răcitor.

Cele mai comune transformatoare uscate de putere au înfășurări înfășurate rășină epoxidică, servind ca un izolator. Protejează conductorii de praf și coroziunea atmosferică. Cu toate acestea, deoarece matrițele pentru bobine de turnare sunt utilizate numai cu dimensiuni fixe, există puține posibilități de schimbare a designului acestor dispozitive. În gama utilizată în mod obișnuit în alimentarea cu energie a micilor întreprinderi industriale, precum și a clădirilor publice și rezidențiale, transformatoarele uscate pot duplica complet o serie de capacități ale analogilor lor lichizi.

Parametrii de bază

Momentul cel mai important în funcționarea dispozitivelor luate în considerare este asigurarea regimului de temperatură al înfășurărilor. Pentru a vă ajuta în alegerea sau achiziționarea unui dispozitiv de tip uscat pentru alimentarea cu energie a diferitelor instalații, vom lua în considerare câțiva parametri de bază:

1. Putere, kVA.
2. Tensiunea nominală înfășurări primare și secundare.
3. Căldură sistem de izolație de transfer - cantitatea de temperatura ambiantă maximă de creștere + temperatura medie în înfășurări + diferența dintre creșterea temperaturii medii a înfășurării și cea mai mare cifră din ele.
4. Miezul și bobinele - posibila deteriorare a miezului sau acumularea de stratificări (conductori de cupru sau aluminiu) este de o importanță deosebită.

Există diferite tipuri de transformatoare, determinate în primul rând prin metodele utilizate pentru izolarea înfășurărilor lor. Printre acestea se numără: impregnarea în vid, încapsularea și bobina turnată. Să luăm în considerare fiecare dintre ele separat.

Izolarea prin impregnare prin vid (VPI)

Această tehnologie creează o acoperire cu lacuri a conductorilor prin alternarea ciclurilor de presiune și vid. Se folosește procesul VPI rășini poliesterice. Acesta oferă conductorilor o acoperire mai bună a lacului decât cu imersia convențională. Bobinele acoperite de acesta sunt apoi introduse în cuptor, unde are loc coacerea. Ele sunt mult mai rezistente la apariția descărcărilor corona. Cum arată un astfel de transformator? Fotografia sa este plasată mai jos.

Vacuum izolarea de încapsulare (VPE)

Această metodă depășește de obicei procesul VPI. Mai multe scufundări sunt adăugate în timpul procesului de fabricare pentru a încapsula bobina, după care acoperirea lor este coaptă în cuptor. Aceste transformatoare au o protecție mai bună împotriva mediilor agresive și umede decât omologii lor VPI. Cum arată un astfel de transformator? Fotografia este prezentată mai jos.

Încapsulare (etanșare)

Transformatoarele încapsulate sunt dispozitive convenționale cu înfășurări acoperite cu compuși care conțin siliciu sau rășină epoxidică și complet închise într-o carcasă grele. Procesul de producție umple înfășurările cu o rășină epoxidică densă cu o rezistență dielectrică ridicată, protejând transformatorul de orice mediu de influență.

Bobine turnate (în rășină epoxidică ambalată în forme turnate)

Aceste dispozitive conțin bobine încapsulate în rășină epoxidică în timpul procesului de formare. Ele sunt complet umplute cu rășină sub acțiunea vidului.

Fiecare dintre metodele de izolare a bobinelor este potrivită în special pentru medii specifice. Este foarte important să înțelegeți unde este mai bine să utilizați tipurile corespunzătoare de dispozitive. De exemplu, transformatoarele izolate din fontă uscată costă cu aproximativ 50% mai mult decât produsele VPE sau VPI. Astfel, alegerea unui anumit tip de dispozitiv poate afecta în mod semnificativ costul total al proiectului.

Recomandări pentru selecție

Dacă este necesar să crească rezistența la descărcare corona (adică descărcări electrice cauzate de intensitatea câmpului care depășește rezistența dielectrică a izolației), atunci când nu este necesară o rezistență mecanică crescută a înfășurărilor, se va folosi tipul VPI al transformatorului.

Utilizarea unei bobine turnate care necesită o rezistență suplimentară și de protecție, de exemplu, în medii corozive, cum ar fi instalațiile de prelucrare chimică, materiale vegetale, precum și pentru instalare în exterior. Mediile agresive includ substanțe care pot afecta negativ înfășurările altor transformatoare uscate, inclusiv sărurile, praful, gazele corozive, umiditatea și particulele de metal.

În plus, înfășurările izolate din fontă au o capacitate îmbunătățită de a rezista supraîncărcărilor pe termen scurt și repetate, caracteristice multor procese de producție.

Inginerul trebuie adesea să aleagă între un dispozitiv izolat fonic sau tipul său VPI / VPE pentru utilizare în medii critice și în medii agresive. Primul tip, de regulă, este considerat cel mai bun. Unii producători, totuși, subliniază faptul că limitele de izolație a rășinilor turnate durata de viață transformator. factor expansiune termică rășina epoxidică este mai mică decât conductorii de cupru. Extinderea și contracția ciclică cu încălzirea și răcirea bobinelor pot provoca crăparea rășinii. De asemenea, este de remarcat faptul că un transformator de tip VPI poate face față mai bine acestor procese și, prin urmare, servește mai mult. În cele din urmă, alegerea finală este inginerul energetic.

Tip lichid împotriva uscării

În general, transformatoarele cu lichid au o eficiență mai mare decât cele uscate, astfel încât acestea au o durată mai mare de viață. În plus, lichidul este un mediu mai eficient pentru răcirea regiunilor locale cu temperaturi ridicate în înfășurări. În plus, dispozitivele cu lichid au o capacitate de supraîncărcare mai bună.

Astfel, un transformator uscat de 1000 kVA la jumătate de sarcină are un nivel de pierdere de aproximativ 8 kW și la o sarcină completă de aproximativ 16 kW. În același timp, aceleași "mii", dar lichide, au aproximativ jumătate din deșeuri. Ulei "dvuhtysyachnik" la jumătate de sarcină are pierderi de 8 kW, iar la plin - 16 kW. Analogul său uscat se caracterizează printr-un cost de 13 și, respectiv, 26,5 kW. Aceasta înseamnă că transformatoarele uscate au o primă dubioasă în ceea ce privește nivelul pierderilor. Prețul lor este mai mare decât cel al celor lichide.

Datorită răcirii intensive a înfășurărilor, dispozitivele lichide au dimensiuni mai mici (adâncime și lățime) decât cele uscate de putere similară. Acest lucru poate afecta zona necesară a stațiilor de transformare (în special cele încorporate) și, prin urmare, costul întregii instalații. Astfel, un transformator tipic KVA uscat 1000 are o adâncime de 1,6 m și o lățime de 2,44 m. În acest caz, același ulei dacă este strâns adâncimea are o lățime de aproximativ 1,5 m. Dar acest tip are totuși unele dezavantaje.

De exemplu, protecția împotriva incendiilor este mai importantă pentru transformatoarele de lichid atunci când se utilizează un mediu de răcire capabil să aprindă. Adevărat, transformatoarele uscate se pot aprinde, de asemenea. Un dispozitiv de tip lichid cu funcționare necorespunzătoare poate chiar să explodeze.

În funcție de condițiile de funcționare pentru produsele umplute cu lichid, poate fi necesară instalarea unei tăvi de colectare a agentului frigorific pentru posibile scurgeri.

Poate că atunci când selectarea porțiunea transformatoare de tranziție de la o preferință clară pentru tip uscat lichid este între 500 kW și 2,5 MVA, în care primul tip este folosit, de preferință, la interval mai mic, iar al doilea deasupra.

Un factor important în alegerea tipului este locul de instalare al transformatorului, de exemplu, în interiorul unei clădiri de birouri sau în exterior, precum și de întreținerea încărcăturilor industriale.

Transformatoarele uscate cu o capacitate mai mare de 5 MVA sunt destul de accesibile, dar multe dintre acestea sunt umplute cu lichide. Pentru instalațiile în aer liber, acest tip este, de asemenea, predominant.

Câteva cuvinte despre ventilație

Când transformatorul este echipat cu o suflanta ventilator, sarcina poate fi ridicată în mod substanțial. Astfel, pentru bobinele turnate, această funcție poate ridica sarcina permisă pe termen lung cu 50% peste sarcina nominală. Pentru tipurile VPE sau VPI, creșterea puterii în acest caz poate fi de până la 33%.

De exemplu, puterea unui transformator standard de 3000 kVA cu o înfășurare turnată, atunci când este echipată cu o suflanta ventilator, crește la 4500 kVA (cu 50%). În același timp, o putere VPE sau VPI de 2500 kVA în prezența unui ventilator îl va ridica la 3,333 kVA (cu 33%).

Cu toate acestea, trebuie să țineți cont întotdeauna că prezența suflantei reduce fiabilitatea generală a sistemului. Dacă ventilatorul nu funcționează cu o suflantă sub sarcină deasupra celei nominale, există riscul unui accident grav, datorită căruia este posibil să pierdeți întregul transformator.

Și cum rămâne cu piața rusă?

Este de remarcat faptul că în ultimii ani, Rusia a dezvoltat o tendință stabilă de a repeta experiența Europei, unde până la 90% din toate transformatoarele nou instalate sunt de tip uscat. În consecință, piața reacționează. Astăzi în Rusia există oferte de astfel de dispozitive de la două grupuri de producători. Primul dintre acestea poate fi marcile ruse, italiene, chineze si coreene. În principiu, sunt propuse analogii constructivi ai unor branduri ruse renumite: TSZ, TSL, TSGL. Cât costă un astfel de transformator uscat? Prețul unui tipic "mii de oameni" variază de la 900 mii la 1 milion de ruble.

Al doilea grup include producătorii germani și francezi. Acestea oferă marci de DTTH, GDNN, GDHN. Care este costul unui astfel de transformator importat? Prețul aceluiași "mii de oameni" va fi între 1,5 și 2 milioane de ruble.