Transformator de tip uscat: Tipuri, izolație și aplicații|Yawei

A transformator de tip uscattransferă puterea electrică fără a utiliza ulei de transformator convențional pentru izolație și răcire. În schimb, folosește materiale izolante solide, rășină, aer sau, în unele modele speciale, gaz.

Acest lucru face transformatoarele de tip uscat o opțiune practică pentru multe instalații interioare și sensibile la mediu. Le veți găsi adesea în clădiri comerciale, fabrici, centre de date, spitale, proiecte de energie regenerabilă, sisteme feroviare și alte facilități în care siguranța la incendiu și condițiile de instalare contează.

Totuși, nu există un design unic care să se potrivească fiecărui proiect. Transformatoare de tip-rășină, transformatoare VPI, transformatoare izolate cu poliarilamină, SF₆Transformatoarele izolate cu gaz și transformatoarele uscate de tip cablu-toate adoptă abordări ușor diferite ale izolației și răcirii.

Deci, când cineva spune „transformator de tip uscat”, merită să întrebați ce tip înseamnă de fapt.

Ce este un transformator de tip uscat?

A transformator de tip uscatfolosește izolație ne-lichidă pentru a-și izola înfășurările și miezul. Deoarece transformatorul încă mai produce căldură din miez și pierderi de înfășurare, are nevoie și de un sistem de răcire adecvat pentru a menține temperatura sub control.

Un transformator tipic de tip uscat conține un miez magnetic, înfășurare de-tensiune înaltă, înfășurare de-joasă tensiune, sistem de izolație, terminale, suporturi mecanice și aranjament de răcire. În funcție de design, pot fi incluse și senzori de temperatură, ventilatoare, o carcasă și echipamente de protecție.

Un avantaj evident este că nu există un rezervor convențional de ulei de transformator. Acest lucru elimină riscul de scurgere de ulei și poate face transformatoarele uscate o potrivire bună pentru încăperile electrice interioare și zonele în care izolarea lichidelor este nedorită.

Acestea fiind spuse, „uscat” nu înseamnă fără întreținere-. Transformatorul are încă nevoie de ventilație, inspecție, curățare, monitorizare a temperaturii și protecție adecvată. Mediul de instalare poate face o mare diferență.

Transformatoare de tip rășină-Tip uscat-

Transformatoare uscate-de tip rășinăsunt utilizate pe scară largă în sistemele de alimentare industriale și comerciale. Rășina formează o parte majoră a izolației înfășurării și ajută la protejarea conductorilor împotriva umidității, prafului, contaminării și solicitărilor mecanice.

Există mai multe tehnologii bazate-rășinii și nu sunt toate exact la fel.

Turnare-umplută cu rășină

Cu o construcție umplută-rășină, înfășurarea este înconjurată sau umplută cu rășină izolatoare. Odată ce rășina se întărește, formează o structură izolatoare solidă în jurul înfășurării.

Acest lucru poate fi util în mediile în care umiditatea sau contaminarea reprezintă o problemă. De exemplu, instalațiile industriale pot avea praf, umiditate sau poluanți din aer care ar putea cauza probleme pentru sistemele de înfășurare mai puțin protejate-.

Dar calitatea rășinii contează. Destul de multe, de fapt. Golurile, fisurile, aerul prins sau întărirea slabă pot slăbi sistemul de izolație și pot contribui la descărcarea parțială în aplicațiile de-înaltă tensiune.

Turnare de rășină

Turnare rășinăeste un proces de fabricație în care înfășurarea este plasată în interiorul unei matrițe și în jurul acesteia se introduce rășină izolatoare. Rășina este apoi întărită în condiții controlate.

Procesul poate suna simplu, dar se întâmplă multe în culise. Temperatura rășinii, vâscozitatea, condițiile de vid, timpul de întărire și grosimea izolației trebuie controlate cu atenție.

O turnare bună ajută la reducerea pungilor interne de aer și a altor defecte. Acest lucru este important deoarece chiar și micile imperfecțiuni din interiorul izolației de înaltă tensiune-poate deveni o problemă după ani de stres electric și termic.

Înfășurare rășină

Într-obobinaj cu rasina, rășina devine o parte importantă a sistemului de izolare a înfășurării. Conductoarele de cupru sau aluminiu pot fi combinate cu rășină, fibră de sticlă, hârtie izolatoare sau folie izolatoare.

Înfășurarea trebuie să facă față atât stresului electric, cât și mecanic. Când transformatorul este încărcat puternic, înfășurarea se încălzește. Când sarcina scade, se răcește. Acest ciclu se întâmplă din nou și din nou în timpul funcționării normale.

Din acest motiv, sistemul de izolație are nevoie de performanțe electrice bune, precum și de o rezistență mecanică suficientă pentru a rezista la dilatarea și contracția termică.

Impregnare cu rășină sub presiune

Impregnare cu rășină sub presiune (VPI)este o altă tehnologie de izolație cu rășină folosită la transformatoarele de tip uscat.

În timpul VPI, înfășurarea este expusă la rășină în condiții de vid și presiune controlate. Acest lucru permite rășinii să pătrundă mai eficient în structura de izolație, contribuind în același timp la reducerea aerului prins.

După întărire, înfășurarea devine mecanic mai puternică și mai bine protejată de umiditate și influențele mediului.

VPI și turnarea cu rășină sunt uneori menționate împreună, dar nu sunt același proces de fabricație. Structura de înfășurare și metoda de producție sunt diferite, astfel încât alegerea depinde de aplicația vizată a transformatorului.

Transformatoare izolate cu poliarilamină

Transformatoare izolate cu poliarilaminăutilizați materiale polimerice pe bază de poliarilamină{0}}ca parte a sistemului de izolație.

Poliarilamina este un polimer-de înaltă performanță, cu proprietăți electrice și termice utile. În construcția transformatoarelor, izolația avansată cu polimeri poate oferi o flexibilitate suplimentară la proiectarea structurilor compacte de înfășurare și a sistemelor de izolare.

Acest tip de transformator poate fi luat în considerare acolo unde o bună izolație electrică, performanța termică și construcția compactă sunt importante.

Totuși, ar fi o greșeală să judecăm un transformator numai după materialul său de izolație. Designul miezului, selecția conductorului, aranjamentul înfășurării, răcirea, calitatea producției și condițiile de operare toate funcționează împreună.

În proiectele reale-, sistemul complet de izolare este ceea ce contează.

SF₆Transformatoare izolate cu gaz

SF₆transformatoare izolate cu gazutilizați hexafluorură de sulf (SF₆) gaz în locul izolației convenționale lichide.

SF₆are rezistență dielectrică ridicată și a fost folosit de mulți ani în echipamente electrice de înaltă tensiune. Sub presiune adecvată și într-o carcasă proiectată corespunzător, poate oferi o izolație eficientă, susținând în același timp designul de echipamente compact.

Cu toate acestea, SF₆sistemele vin și cu anumite cerințe speciale.

Proprietățile de izolare ale SF₆Gaz

Unul dintre principalele avantaje ale SF₆este performanța sa dielectrică puternică. Poate asigura o izolație electrică eficientă între componentele sub tensiune atunci când presiunea gazului și proiectarea echipamentului sunt adecvate.

Dar nu este vorba doar de a pune SF₆în interiorul unei carcase metalice și numindu-l gata. Presiunea gazului, temperatura, distribuția câmpului electric, designul carcasei și etanșeitatea la gaz necesită o atenție deosebită.

Disiparea căldurii a SF₆Răcire cu gaz și transformator

Transformatoarele generează căldură, indiferent dacă mediul de izolare este ulei, aer, rășină sau gaz.

Într-un SF₆transformatorul izolat cu gaz, căldura din miez și înfășurări se deplasează în gaz și apoi trebuie să fie transferată prin incintă și sistemul de răcire.

În funcție de designul transformatorului, răcirea poate folosi circulația gazului natural, circulația forțată a gazului sau un aranjament extern de răcire.

Prin urmare, proiectarea termică este la fel de importantă ca și proiectarea dielectrică. Un transformator poate avea o izolare excelentă, dar totuși se confruntă cu probleme dacă căldura nu poate fi îndepărtată eficient.

SF₆Componente ale transformatorului izolat cu gaz

Configurația exactă depinde de producător și aplicație, dar un SF₆Transformatorul izolat cu gaz poate include miez, înfășurări, carcasă-umplută cu gaz, terminale sau bucșe, echipamente de monitorizare a gazelor, dispozitive de control-presiunii, echipamente de răcire și sisteme de protecție.

Monitorizarea presiunii gazului este deosebit de importantă. Dacă există scurgeri de gaz și presiunea scade sub nivelul necesar, performanța izolației poate fi afectată.

SF₆Efectul de seră

Există, de asemenea, o problemă de mediu care nu trebuie trecută cu vederea.

SF₆este un gaz cu efect de seră foarte puternic și poate rămâne în atmosferă mult timp. Drept urmare, producătorii și operatorii trebuie să acorde o atenție deosebită prevenirii scurgerilor, recuperării gazelor, reciclării și manipulării la sfârșitul perioadei de viață--.

Reglementările de mediu devin, de asemenea, din ce în ce mai importante în achiziționarea de echipamente electrice. Pentru proiectele care au în vedere SF₆tehnologie, este logic să evaluăm atât beneficiile sale tehnice, cât și cerințele sale de mediu.

Transformatoare cu cablu-Tip uscat-

Transformatoare uscate-de tip cablufolosiți cabluri izolate sau conductori{0}}ca parte a sistemului de înfășurare.

În loc de a utiliza conductori nu sau bandă convenționali, tehnologia cablurilor izolate este integrată în înfășurare. Acest lucru poate ajuta la realizarea unor aranjamente speciale de izolație și, în unele modele, o construcție mai compactă.

Transformatoarele uscate de tip cablu-sunt în general mai specializate decât transformatoarele turnate-de rășină standard. Acestea pot fi luate în considerare atunci când un proiect are cerințe specifice de tensiune, izolație, spațiu sau înfășurare.

Izolația cablului trebuie să facă față în continuare stresului electric, căldurii, forțelor mecanice și schimbărilor repetate de temperatură. Deci, din nou, designul termic și calitatea izolației sunt ambele importante.

Cum să alegi transformatorul potrivit de tip uscat

Alegerea corectătransformator de tip uscatîncepe cu sistemul electric, nu cu broșura produsului.

Capacitatea nominală, tensiunea primară și secundară, frecvența, impedanța, grupul de vectori, nivelul de izolație, creșterea temperaturii, metoda de răcire, temperatura ambiantă, altitudinea de instalare, ratingul carcasei și standardele aplicabile, toate trebuie verificate.

Mediul este la fel de important.

O fabrică poate expune transformatorul la praf, umiditate, substanțe chimice, vibrații sau sarcini în schimbare. Un centru de date poate avea încărcare mare continuă, armonici, densitate mare de putere și o nevoie puternică de extindere viitoare.

Pentru instalațiile interioare, ventilația este deosebit de ușor de trecut cu vederea. Un transformator poate fi proiectat corespunzător și poate funcționa prea fierbinte dacă camera electrică nu poate elimina suficientă căldură.

Răcirea transformatorului de tip uscat

Răcirea este unul dintre factorii cheie în proiectarea transformatorului uscat.

Se folosesc multe transformatoare de tip uscatO răcire, adică răcirea naturală a aerului. Căldura generată în miez și înfășurări este transferată prin structura transformatorului și eliberată în aerul din jur.

Pentru valori mai mari sau sarcini mai mari,Răcire AF, sau răcirea forțată cu aer, poate fi utilizată. Ventilatoarele cresc fluxul de aer și ajută la eliminarea căldurii mai eficient.

Metoda de răcire afectează creșterea temperaturii și capacitatea de încărcare continuă. Dar și ventilația camerei contează. O cameră de transformare slab ventilată poate reduce performanța practică chiar și a unui transformator bine proiectat-.

Aplicații ale transformatoarelor de tip uscat

Transformatoarele de tip uscat sunt utilizate într-o gamă largă de aplicații, inclusiv clădiri comerciale, fabrici, spitale, centre de date, centre comerciale, clădiri-înalte, tuneluri, sisteme feroviare, proiecte de energie regenerabilă și facilități de infrastructură.

Sunt deosebit de atractive acolo unde evitarea uleiului de transformator poate simplifica-planificarea siguranței la incendiu sau poate reduce preocupările legate de scurgerile de lichid.

Proiectele solare și eoliene pot utiliza, de asemenea, transformatoare de tip uscat pentru anumite aplicații de conversie și distribuție a energiei. Alegerea finală depinde de tensiune, capacitate, profilul de sarcină, condițiile de mediu și specificațiile proiectului.

Transformator de tip uscat vs. transformator cu ulei-immers

Nicio tehnologie nu este automat mai bună.

Un transformator de tip uscat este adesea o alegere bună pentru încăperi electrice interioare, facilități comerciale, tuneluri, spitale și centre de date unde siguranța la incendiu și absența izolației lichide sunt importante.

Transformatoarele cu apă-immersă în ulei rămân utilizate pe scară largă în substații exterioare, centrale electrice, utilități și sisteme de transport și distribuție de-înaltă capacitate. Uleiul de transformator asigură atât izolație electrică, cât și transfer eficient de căldură, ceea ce poate fi un avantaj semnificativ pentru transformatoarele de putere mari.

În cele din urmă, decizia ar trebui să se bazeze pe proiectul complet-nu doar pe tipul de transformator.

Standarde și calitatea producției

Un de încrederetransformator de tip uscatdepinde de mult mai mult decât de materialul izolator.

Construcția miezului, calitatea conductorului, proiectarea înfășurării, procesarea rășinii, asamblarea mecanică, răcirea și testarea din fabrică influențează toate performanța transformatorului și durata de viață.

În funcție de aplicație, transformatoarele de tip uscat pot fi proiectate și testate în conformitate cuIEC 60076-11, împreună cu standardele naționale aplicabile și specificațiile de proiect.

Testele tipice din fabrică pot include rezistența înfășurării, raportul de tensiune, izolația, pierderea fără-sarcină, pierderea sarcinii, testele dielectrice, creșterea temperaturii, nivelul-zgomotului și testele de descărcare parțială, acolo unde este cazul.

Pentru contractorii EPC și echipele de achiziții, merită să comparați mai mult decât prețul și ratingul kVA. Două transformatoare cu aceeași capacitate nominală pot avea sisteme de izolație, calitate de fabricație, performanță de răcire și durata de viață estimată foarte diferite.

Concluzie

Thetransformator de tip uscateste o soluție importantă pentru distribuția electrică modernă, în special acolo unde instalarea în interior, siguranța la incendiu, protecția mediului și întreținerea redusă-de ulei sunt priorități.

Transformatoarele de tip-rășină folosesc tehnologii precumturnare cu rășină, bobinare cu rășină și impregnare sub presiune cu rășină. Transformatoare izolate cu poliarilaminăutilizați materiale polimerice avansate pentru sisteme de izolare specializate.SF₆transformatoare izolate cu gazoferă o performanță dielectrică puternică, dar necesită o gestionare atentă a gazului din cauzaSF₆efect de seră. Transformatoare uscate-de tip cabluutilizați tehnologia cablurilor izolate pentru aplicații de înfășurare mai specializate.

Cea mai complicată tehnologie nu este întotdeauna cea mai bună alegere. Uneori, un transformator turnat din rășină-convențional este exact ceea ce are nevoie un proiect. În alte situații, un sistem specializat de izolație sau de înfășurare poate fi mai potrivit.

PentruTransformator Yawei, abordarea practică este de a începe cu sistemul electric actual și mediul de lucru. Tensiunea, capacitatea, răcirea, izolația, condițiile de instalare și cerințele de funcționare pe termen lung-toate trebuie să funcționeze împreună.

Acesta este ceea ce transformă un transformator de tip uscat dintr-un produs pe o fișă de specificații într-un echipament de încredere care poate menține un sistem electric în funcțiune zi după zi.

Contactați acum