Når du bruger elektricitet, er det nødvendigt at ændre spændingen fra et niveau til et andet. Transformatorer af tør type (også kaldet luftkølede) udfører denne funktion så sikkert og effektivt, at de i vid udstrækning bruges til indendørs installationer i offentlige bygninger og beboelsesbygninger, hvor andre typer af disse enheder anses for at være for risikable.
Typer af transformatorer: flydende og tørre
Der er grundlæggende to forskellige typer af sådan en enhed: væskeisoleret og afkølet (væsketype) og luft- eller luft-gasblanding afkølet (tør type).
For transformere af den første type kan kølemediet være almindelig mineralolie. Der anvendes også andre stoffer, såsom flammehæmmende kulbrinter og silikonevæsker. Sådanne transformere har en kerne og viklinger nedsænket i en tank med flydende medium, som både tjener som isolator og kølemiddel.
Den mest almindelige power drytransformere har viklinger fyldt med epoxyharpiks, som fungerer som en isolator. Det beskytter ledere mod støv og atmosfærisk korrosion. Men da spolestøbeforme kun anvendes med faste dimensioner, er der mindre plads til ændringer i udformningen af sådanne enheder. I det område, der almindeligvis anvendes i strømforsyningen til små industrivirksomheder, såvel som offentlige bygninger og beboelsesbygninger, dublerer transformatorer af tør type fuldstændig rækken af kapaciteter for deres flydende modparter.
Hovedparametre
Det mest afgørende tidspunkt i driften af de pågældende enheder er at sikre temperaturregimet for viklingerne. For at hjælpe med valget eller køb af et tør-type apparat til strømforsyning af forskellige objekter, vil vi overveje flere grundlæggende driftsparametre:
- Strøm, kVA.
- Nominel primær og sekundær spænding.
- Varmeafgivelsen af et isoleringssystem er summen af den maksimale omgivelsestemperatur + den gennemsnitlige temperaturstigning i viklingerne + forskellen mellem den gennemsnitlige temperaturstigning i viklingerne og den højeste temperatur i dem.
- Kerne og spoler - mulig beskadigelse af kernen eller ophobning af delamineringer (kobber- eller aluminiumsledere) er af særlig bekymring.
Der er forskellige strukturelle typer af transformere, primært bestemt af de metoder, der bruges til at isolere deres viklinger. Blandt dem er kendt: vakuumimprægnering, indkapsling og støbt spole. Lad os overveje hver af dem separat.
Vakuumimprægnering (VPI) isolering
Denne teknologi skaber en lakfinish på ledere ved vekslende tryk- og vakuumcyklusser. VPI-processen bruger polyesterharpikser. Det giver lederne en bedre lakfinish end konventionel dypning. Spoler belagt med det placeres derefter i en ovn, hvor bagningen finder sted. De er meget mere modstandsdygtige over for coronaudledninger. Hvordan ser sådan en transformer ud? Hans billede er postet nedenfor.
Vacuum Encapsulation (VPE)
Denne metode overgår norm alt VPI-processen. Flere dips tilsættes under fremstillingsprocessen for at indkapsle spolen, hvorefter deres belægning bages i en ovn. Disse transformere giver bedre beskyttelse mod aggressive og fugtige miljøer end deres VPI-modstykker. Hvordan ser sådan en transformer ud? Hans billede er præsenteret nedenfor.
Indkapsling (forsegling)
Indkapslede transformatorer er konventionelle enheder med viklinger belagt med siliciumforbindelser eller epoxyharpiks og fuldstændig indesluttet i et tungt hus. Fremstillingsprocessen fylder viklingerne med en tæt, høj dielektrisk styrke epoxyharpiks, der beskytter transformeren mod alle miljøer.
Støbte spoler (i støbt fortættet epoxy)
Disse enheder indeholder spoler, der er indkapslet i epoxy under støbeprocessen. De er fuldstændig fyldt med harpiks under påvirkning afvakuum.
Hver viklingsisoleringsmetode er specielt velegnet til specifikke miljøer. Det er meget vigtigt at forstå, hvor det er bedst at bruge de passende enhedstyper. For eksempel koster tørstøbte harpikstransformatorer omkring 50 % mere end VPE- eller VPI-produkter. Valget af en bestemt type enhed kan således påvirke de samlede omkostninger ved projektet markant.
Anbefalinger til valg
Hvor øget modstand mod koronaudladninger (dvs. elektriske udladninger forårsaget af en feltstyrke, der overstiger isoleringens dielektriske styrke), er påkrævet, når øget mekanisk styrke af viklingerne ikke er påkrævet, bør der anvendes en VPI-type transformer.
Brug disse med støbte spoler, når der kræves ekstra styrke og beskyttelse, såsom i barske miljøer, såsom kemiske procesanlæg, byggematerialefabrikker og udendørs installationer. Aggressive miljøer omfatter stoffer, der kan påvirke viklingerne af andre transformatorer af tør type, herunder s alte, støv, ætsende gasser, fugt og metalpartikler.
Derudover har støbte harpiksviklinger forbedret evne til at modstå kortvarige og gentagne overbelastninger, der er almindelige i mange fremstillingsprocesser.
En ingeniør skal ofte vælge mellem støbt harpiks eller VPI/VPE-type til kritiske applikationer og barske miljøer. Den første type anses generelt for at være den bedste. Nogle producenterdet påpeges dog, at støbt harpiksisolering begrænser transformatorens levetid. Termisk udvidelseskoefficient for epoxyharpiks er mindre end kobberlederes. Den cykliske ekspansion og sammentrækning, når spolerne varmes op og afkøles, kan i sidste ende få harpiksen til at revne. Det bemærkes også, at transformatoren af VPI-typen bedre kan klare sådanne processer og derfor holder længere. I sidste ende er det endelige valg op til strømingeniøren.
Væske vs. tør
Væskefyldte transformere har tendens til at være mere effektive end tørfyldte transformere, så de har en længere levetid. Derudover er væske et mere effektivt medium til afkøling af lokale højtemperaturområder i viklinger. Derudover har væskefyldte enheder bedre overbelastningskapacitet.
En 1000 KVA tør-type transformer ved halv belastning har således et tabsniveau på omkring 8 kW og ved fuld belastning omkring 16 kW. Samtidig har den samme "tusinde", men flydende, omkring halvdelen af affaldet. Olien "to-tusinder" ved halv belastning pådrager sig tab på 8 kW, og ved fuld belastning - 16 kW. Dens tørre modstykke er kendetegnet ved omkostninger på henholdsvis 13 og 26,5 kW. Det betyder, at det er transformatorer af tør type, der har det tvivlsomme forspring med hensyn til tab. Samtidig er deres pris højere end for flydende.
På grund af mere intens afkøling af viklingerne har flydende enheder mindre dimensioner (dybde og bredde) end tørre enheder med samme effekt. Det måpåvirke det nødvendige areal af transformerstationer (især indbyggede), og dermed omkostningerne ved hele anlægget. Så en typisk tør-type transformer 1000 KVA har en dybde på 1,6 m, og en bredde på 2,44 m. Samtidig har en lignende olietransformator på en tæt dybde en bredde på omkring 1,5 m. Men denne type dog, har en række ulemper.
F.eks. er brandbeskyttelse vigtigere for væsketransformatorer, når der bruges brændbart kølemiddel. Sandt nok kan tørre transformere også gå i brand. En misbrugt enhed af væsketypen kan endda eksplodere.
Afhængigt af driftsforholdene kan væskefyldte produkter kræve en drypbakke for at opsamle eventuelle kølevæskelækager.
Måske, når man vælger transformere, er overgangen fra en klar præference for tør type til væsketype mellem 500 kVA og 2,5 MVA, hvor den første type fortrinsvis bruges til den nedre grænse af området, og den anden over den.
En vigtig faktor ved valg af type er installationsstedet for transformatoren, f.eks. inde i en kontorbygning eller udenfor, samt servicering af industrielle belastninger.
Tørtransformatorer over 5MVA er let tilgængelige, men mange er væskefyldte. Til udendørs installation er denne type også fremherskende.
Et par ord om ventilation
Når transformeren er udstyret med en blæser, kan belastningen øges markant. Altså til støbte viklingerdenne funktion kan hæve den kontinuerlige belastningskapacitet op til 50 % over den nominelle belastning. For VPE- eller VPI-typer kan stigningen i effekt i dette tilfælde være op til 33%.
For eksempel øges effekten af en standard 3000 kVA støbeviklet transformer, når den er udstyret med en blæser, til 4500 kVA (med 50%). Samtidig vil en 2500 kVA VPE eller VPI type med en ventilator hæve den til 3.333 kVA (med 33%).
Du skal dog altid tage højde for, at tilstedeværelsen af en blæser reducerer systemets overordnede pålidelighed. Hvis blæseren svigter, når den kører med blæser under en belastning, der er højere end den nominelle, er der en reel risiko for en alvorlig ulykke, som resulterer i, at du kan miste hele transformeren.
Og hvad med det russiske marked?
Det er værd at bemærke, at der i de senere år i Rusland har været en konstant tendens til at gentage erfaringerne fra Europa, hvor op til 90 % af alle nyinstallerede transformere er af tør-type. Markedet reagerer derefter. I dag er der i Den Russiske Føderation tilbud om sådanne enheder fra to grupper af producenter. Den første af dem omfatter russiske, italienske, kinesiske og koreanske mærker. Dybest set tilbydes konstruktive analoger af kendte russiske mærker: TSZ, TSL, TSGL. Hvor meget koster sådan en tør transformer? Prisen på en typisk "tusinde" varierer fra 900 tusind til 1 million rubler.
Den anden gruppe omfatter tyske og franske producenter. De tilbyder kvaliteter af DTTH, GDNN, GDHN-serien. Hvor meget vil sådan en importeret transformer koste? Prisen for den samme "tusind" vil være fra 1,5 til 2 millioner rubler.
