Aký je rozdiel medzi transformátormi suchého typu a transformátormi ponorenými do oleja? Ako si vybrať?

Transformátory sú bežné a kritické zariadenia v energetických systémoch, ktoré sa používajú na zmenu veľkosti striedavého napätia na prenos a distribúciu elektrickej energie pri prenose, distribúcii a iných aplikáciách. Suché transformátory a transformátory ponorené do oleja sú dva prevládajúce typy, ktoré vykazujú významné rozdiely v izolačných médiách, metódach rozptylu tepla a prispôsobivosti prostredia. Tento článok skúma rozdiely medzi transformátormi suchého typu a transformátormi ponorenými do oleja a poskytuje odporúčania pre výber vhodného typu transformátora.

Najvýznamnejší rozdiel medzi transformátormi ponorenými do oleja a transformátormi suchého typu spočíva v prítomnosti alebo neprítomnosti „oleja“. Pretože olej je kvapalina s tekutosťou, transformátory ponorené do oleja nevyhnutne obsahujú kryt. Vo vnútri tohto krytu je transformátorový olej, ktorý ponorí vinutia transformátora, takže sú zvonku neviditeľné. Suché transformátory bez oleja nevyžadujú kryt, čo umožňuje priamu viditeľnosť vinutia transformátora. Ďalšou charakteristikou je olejový zásobník na olejových transformátoroch, v ktorom je uložený transformátorový olej. Novšie transformátory ponorené do oleja však nemusia obsahovať nádrž na olej.

Oba sú výkonové transformátory, ktoré obsahujú železné jadro pre magnetický obvod a vinutia pre elektrický obvod. Primárny rozdiel spočíva v dizajne „ponoreného do oleja“ a „suchého typu“. Konkrétne sa ich chladiace médium líši: prvé používa transformátorový olej (alebo iné oleje ako β olej) na chladenie aj izoláciu, zatiaľ čo druhé používa ako chladiace médium vzduch alebo plyny ako SF6. Transformátory ponorené do oleja ponoria zostavu jadra a vinutia do olejovej nádrže naplnenej transformátorovým olejom. Suché transformátory typicky zapuzdrujú jadro a vinutia epoxidovou živicou; Bežnejšie používaný nezapuzdrený typ teraz využíva špeciálny izolačný papier impregnovaný špeciálnym lakom, aby sa zabránilo vniknutiu vlhkosti do vinutia alebo jadra.

Transformátory ponorené do oleja sú vybavené vonkajšími radiátormi navrhnutými tak, aby uľahčili rozptyl tepla – konkrétne cirkuláciu vnútorného izolačného oleja – fungujúce ako chladiče. Suchým transformátorom takéto radiátory chýbajú a namiesto toho sa na chladenie spoliehajú na ventilátory pod cievkami transformátora.

Transformátory ponorené do oleja sa kvôli požiadavkám požiarnej bezpečnosti zvyčajne inštalujú vo vyhradených transformátorových miestnostiach alebo vonku. Suché transformátory sa však vždy inštalujú vo vnútri, zvyčajne v rozvodniach.

Pokiaľ ide o objem výroby a použitie, transformátory suchého typu v súčasnosti dosahujú len menovité napätie 35 kV a majú relatívne menšiu kapacitu v porovnaní s typmi ponorenými do oleja, zvyčajne do približne 2 500 kVA. Okrem toho je výrobný proces suchých transformátorov zložitejší ako proces výroby olejových transformátorov s rovnakým napätím a kapacitou, čo vedie k vyšším nákladom. Preto v súčasných aplikáciách zostávajú rozšírené transformátory plnené olejom. Transformátory suchého typu sa však často používajú vo vnútorných priestoroch s vysokým dopytom na napájanie a distribúciu energie - ako sú hotely, kancelárske budovy a výškové budovy - kvôli ich environmentálnym výhodám, vlastnostiam spomaľujúcim horenie a odolnosti voči nárazom.

Je zrejmé, že transformátory suchého typu aj plnené olejom majú výrazné výhody a nevýhody. Olejom naplnené transformátory ponúkajú nižšie náklady a jednoduchšiu údržbu, sú však horľavé a výbušné. Suché transformátory s ich vynikajúcou požiarnou odolnosťou môžu byť inštalované v centrách zaťaženia, aby sa minimalizoval pokles napätia a straty energie. Sú však drahšie, objemnejšie, menej odolné voči vlhkosti a prachu a produkujú vyššiu hlučnosť.

Ďalej zhrňme vyššie uvedené rozdiely do nasledujúcich siedmich bodov:

1. Vzhľad

Rôzne formy zapuzdrenia: Transformátory suchého typu odhaľujú jadro a vinutia, zatiaľ čo transformátory ponorené do oleja odhaľujú iba vonkajší obal.

2. Konfigurácia zvodu

Suché transformátory používajú prevažne silikónové gumové puzdrá, zatiaľ čo olejové transformátory väčšinou používajú porcelánové puzdrá;

3. Kapacita a napätie

Transformátory suchého typu sú vo všeobecnosti vhodné pre distribučné aplikácie, zvyčajne s kapacitou pod 2000 kVA a napätím 10 kV alebo menej, hoci niektoré môžu dosiahnuť úrovne napätia 35 kV. Olejové transformátory však môžu dosiahnuť akúkoľvek požadovanú kapacitu a pokryť všetky napäťové úrovne; Čínske prenosové vedenia s veľmi vysokým napätím 1000 kV, ktoré sú v súčasnosti vo výstavbe, používajú výlučne transformátory ponorené do oleja.

4. Izolácia a rozdiely v rozptyle tepla

Transformátory suchého typu zvyčajne využívajú živicovú izoláciu a spoliehajú sa na prirodzené chladenie vzduchom s väčšími kapacitami doplnenými o nútené chladenie vzduchom. Transformátory ponorené do oleja však používajú na elektrickú izoláciu izolačný olej. Teplo generované vinutiami sa prenáša cez cirkulujúci izolačný olej v transformátore na rebrá chladiča na rozptýlenie.

5. Aplikačné prostredia

Suché transformátory sa používajú prevažne v miestach vyžadujúcich „ohňovzdornosť a ochranu proti výbuchu“, vďaka čomu sú vhodné pre veľké budovy a výškové konštrukcie. Pri transformátoroch ponorených do oleja však v prípade poruchy môže dôjsť k rozstreku alebo úniku oleja, čo môže spôsobiť požiar. V dôsledku toho sa primárne nasadzujú vonku, kde sú miesta vybavené vykopanými „naftovými jamami pri nehodách“.

6. Rôzne nosnosti

Transformátory suchého typu by mali vo všeobecnosti pracovať pri menovitej kapacite, zatiaľ čo transformátory ponorené do oleja vykazujú vynikajúcu schopnosť preťaženia.

7. Rôzne nákladové štruktúry

Pre transformátory ekvivalentnej kapacity majú jednotky suchého typu podstatne vyššie nákupné ceny ako náprotivky ponorené do oleja.

Ako si vybrať

1. Bezpečnostné hľadiská: Ak je požadovaná vyššia bezpečnosť a požiarna odolnosť, zvoľte suché transformátory, pretože neobsahujú horľavý izolačný olej.

2. Požiadavky na napájanie: Pre vysokovýkonné transformátory sú zvyčajne vhodnejšie olejové transformátory kvôli ich vynikajúcej schopnosti odvádzať teplo.

3. Environmentálne obmedzenia: Zvážte charakteristiky prevádzkového prostredia transformátora a vyberte vhodný typ transformátora pre dané nastavenie.

4. Náklady na údržbu: Olejom naplnené transformátory vo všeobecnosti vyžadujú pravidelné kontroly a udržiavanie kvality izolačného oleja, zatiaľ čo transformátory suchého typu majú relatívne nižšie náklady na údržbu.

Suché transformátory a transformátory plnené olejom vykazujú zreteľné rozdiely v izolačných médiách, metódach rozptylu tepla a prispôsobivosti prostredia. Výber vhodného typu transformátora závisí od konkrétnych požiadaviek aplikácie a podmienok prostredia. Pri formulovaní stratégií výberu transformátora sa musia komplexne zvážiť faktory ako bezpečnosť, požiadavky na napájanie, environmentálne obmedzenia a náklady na údržbu. Pre kritické zariadenia a miesta s vysokými požiadavkami na bezpečnosť, ako sú nemocnice a školy, sa zvyčajne uprednostňujú transformátory suchého typu, aby sa maximalizovala bezpečnosť. Naopak, vo veľkých priemyselných komplexoch a energetických systémoch vyžadujúcich vysokovýkonné transformátory sú často vhodnejšie transformátory ponorené do oleja kvôli ich vynikajúcim schopnostiam odvádzať teplo a schopnosti odolávať drsným podmienkam prostredia.