Prilikom korištenja električne energije potrebno je mijenjati napon sa jednog nivoa na drugi. Transformatori suvog tipa (poznati i kao vazdušno hlađeni) obavljaju ovu funkciju toliko sigurno i efikasno da se široko koriste za unutrašnje instalacije u javnim i stambenim zgradama gde se drugi tipovi ovih uređaja smatraju previše rizičnim.
Vrste transformatora: tečni i suhi
U osnovi, postoje dva različita tipa takvog uređaja: tečno izolirani i hlađeni (tečni tip) i hlađeni zrakom ili mješavinom zraka i plina (suhi tip).
Za transformatore prvog tipa, rashladni medij može biti obično mineralno ulje. Koriste se i druge supstance, kao što su ugljovodonici koji usporavaju plamen i silikonske tečnosti. Takvi transformatori imaju jezgro i namote uronjene u rezervoar tečnog medija, koji služi i kao izolator i kao rashladna tečnost.
Najčešće sušenje na strujutransformatori imaju namote punjene epoksidnom smolom, koja služi kao izolator. Štiti provodnike od prašine i atmosferske korozije. Međutim, budući da se kalupi za livenje u koturovima koriste samo sa fiksnim dimenzijama, manje je prostora za promjene u dizajnu takvih uređaja. U opsegu koji se obično koristi u opskrbi električnom energijom malih industrijskih preduzeća, kao i javnih i stambenih zgrada, suhi transformatori u potpunosti dupliraju opseg kapaciteta svojih tečnih kolega.
Glavni parametri
Najvažniji momenat u radu dotičnih uređaja je osiguranje temperaturnog režima namotaja. Da bismo pomogli u odabiru ili kupovini aparata suhog tipa za napajanje različitih objekata, razmotrit ćemo nekoliko osnovnih parametara rada:
- Snaga, kVA.
- Nazivni primarni i sekundarni napon.
- Disipacija toplote izolacionog sistema je zbir maksimalne temperature okoline + prosečnog porasta temperature u namotajima + razlika između prosečnog porasta temperature u namotajima i najviše temperature u njima.
- Jezgra i kalemovi - moguća oštećenja jezgre ili nakupljanje raslojavanja (bakreni ili aluminijumski provodnici) su od posebne zabrinutosti.
Postoje različite strukturne vrste transformatora, koje se prvenstveno određuju metodama koje se koriste za izolaciju njihovih namotaja. Među njima su poznati: vakuum impregnacija, inkapsulacija i liveni kotur. Razmotrimo svaku od njih posebno.
Vakum impregnacija (VPI) izolacija
Ova tehnologija stvara lak na provodnicima naizmjeničnim ciklusima pritiska i vakuuma. VPI proces koristi poliesterske smole. Omogućuje provodnicima bolju završnu obradu laka od konvencionalnog potapanja. Kolutovi premazani njime se zatim stavljaju u rernu u kojoj se peče. Mnogo su otporniji na korona pražnjenja. Kako izgleda takav transformator? Njegova fotografija je objavljena ispod.
Vakumska inkapsulacija (VPE)
Ova metoda obično nadmašuje VPI proces. Nekoliko umaka se dodaje tokom procesa proizvodnje kako bi se zavojnica inkapsulirala, nakon čega se njihov premaz peče u pećnici. Ovi transformatori nude bolju zaštitu od agresivnog i vlažnog okruženja od svojih VPI kolega. Kako izgleda takav transformator? Njegova fotografija je predstavljena ispod.
Inkapsulacija (zaptivanje)
Inkapsulirani transformatori su konvencionalni uređaji sa namotajima obloženim silikonskim jedinjenjima ili epoksidnom smolom i potpuno zatvoreni u teško kućište. Proizvodni proces ispunjava namotaje gustom epoksidnom smolom visoke dielektrične čvrstoće, štiteći transformator od svih okruženja.
Liveni koluti (u kalupljenom zgusnutom epoksidu)
Ovi uređaji sadrže zavojnice koje su inkapsulirane u epoksidu tokom procesa oblikovanja. Potpuno su ispunjeni smolom pod dejstvomvakuum.
Svaka metoda izolacije namotaja posebno je prikladna za specifična okruženja. Vrlo je važno razumjeti gdje je najbolje koristiti odgovarajuće vrste uređaja. Na primjer, suhi lijevani transformatori od smole koštaju oko 50% više od VPE ili VPI proizvoda. Dakle, izbor određene vrste uređaja može značajno uticati na ukupne troškove projekta.
Preporuke za odabir
Tamo gdje je potrebna povećana otpornost na korona pražnjenja (tj. električna pražnjenja uzrokovana jačinom polja koja premašuje dielektričnu čvrstoću izolacije), kada nije potrebna povećana mehanička čvrstoća namotaja, treba koristiti transformator tipa VPI.
Koristite ih sa livenim zavojnicama kada je potrebna dodatna snaga i zaštita, kao što su u teškim okruženjima kao što su postrojenja za hemijske procese, fabrike građevinskog materijala i instalacije na otvorenom. Agresivna okruženja uključuju tvari koje mogu štetno utjecati na namotaje drugih suhih transformatora, uključujući soli, prašinu, korozivne plinove, vlagu i metalne čestice.
Pored toga, namotaji od livene smole imaju poboljšanu sposobnost da izdrže kratkoročna i ponovljena preopterećenja uobičajena u mnogim proizvodnim procesima.
Inženjer često mora da bira između livene smole ili tipa VPI/VPE za kritične primene i teška okruženja. Prvi tip se općenito smatra najboljim. Neki proizvođačimeđutim, ističe se da izolacija od livene smole ograničava vijek trajanja transformatora. Koeficijent toplinskog širenja epoksidne smole je manji od koeficijenta toplinskog širenja epoksidnih provodnika. Ciklično širenje i kontrakcija kako se zavojnice zagrijavaju i hlade mogu na kraju uzrokovati pucanje smole. Također se napominje da se transformator tipa VPI može bolje nositi s takvim procesima i stoga duže trajati. Na kraju, konačan izbor je na inženjeru energetike.
Tečnost vs. suha
Transformatori punjeni tekućinom imaju tendenciju da budu efikasniji od onih sa suvim punjenjem, tako da imaju duži vijek trajanja. Osim toga, tečnost je efikasniji medij za hlađenje lokalnih visokotemperaturnih područja u namotajima. Plus, uređaji punjeni tekućinom imaju bolji kapacitet preopterećenja.
Dakle, transformator suvog tipa od 1000 KVA pri pola opterećenja ima nivo gubitaka od oko 8 kW, a pri punom opterećenju oko 16 kW. Istovremeno, isti „hiljadu“, ali tečni, ima oko pola otpada. Uljni "dvahiljadi" pri pola opterećenja ima gubitke od 8 kW, a pri punom opterećenju - 16 kW. Njegov suhi pandan karakterišu troškovi od 13 i 26,5 kW, respektivno. To znači da su suhi transformatori ti koji drže sumnjivo vodstvo u pogledu gubitaka. Istovremeno, njihova cijena je veća od cijene tekućih.
Usled intenzivnijeg hlađenja namotaja, tečni uređaji imaju manje dimenzije (dubina i širina) od suvih uređaja iste snage. Možeutiče na potrebnu površinu trafostanica (posebno ugradnih), a samim tim i na cijenu cijelog objekta. Dakle, tipični transformator suhog tipa 1000 KVA ima dubinu od 1,6 m i širinu od 2,44 m. U isto vrijeme, sličan uljni transformator na maloj dubini ima širinu od oko 1,5 m. Ali ovaj tip, međutim,, ima niz nedostataka.
Na primjer, zaštita od požara je važnija za tečne transformatore kada se koristi zapaljivo rashladno sredstvo. Istina, suvi transformatori se također mogu zapaliti. Zloupotrebljeni uređaj tečnog tipa može čak i eksplodirati.
U zavisnosti od uslova rada, proizvodi punjeni tečnošću mogu zahtevati posudu za kapanje da bi prikupili bilo kakvo curenje rashladne tečnosti.
Možda je pri odabiru transformatora prelazak sa jasne preferencije za suhi tip na tečni tip između 500 kVA i 2,5 MVA, pri čemu je prvi tip poželjno koristiti do donje granice opsega, a drugi iznad nje.
Važan faktor pri odabiru tipa je lokacija ugradnje transformatora, kao što je unutar poslovne zgrade ili van, kao i servisiranje industrijskih opterećenja.
Transformatori suvog tipa preko 5MVA su lako dostupni, ali mnogi su punjeni tekućinom. Za vanjsku ugradnju, ovaj tip je također dominantan.
Par riječi o ventilaciji
Kada je transformator opremljen ventilatorom, opterećenje se može značajno povećati. Dakle, za livene namoteova funkcija može podići trajni kapacitet opterećenja do 50% iznad nominalnog opterećenja. Za VPE ili VPI tipove, povećanje snage u ovom slučaju može biti do 33%.
Na primjer, snaga standardnog transformatora od 3000 kVA, kada je opremljen ventilatorom, povećava se na 4500 kVA (za 50%). U isto vrijeme, 2500 kVA VPE ili VPI tip sa ventilatorom će ga podići na 3.333 kVA (za 33%).
Međutim, uvijek morate uzeti u obzir da prisustvo ventilatora smanjuje ukupnu pouzdanost sistema. Ako ventilator pokvari pri radu sa puhanjem pod opterećenjem većim od nominalnog, onda postoji stvarna opasnost od teške nesreće, usljed čega možete izgubiti cijeli transformator.
A šta je sa ruskim tržištem?
Vrijedi napomenuti da posljednjih godina u Rusiji postoji stalna tendencija da se ponovi iskustvo Evrope, gdje je do 90% svih novoinstaliranih transformatora suvog tipa. Tržište reaguje u skladu sa tim. Danas u Ruskoj Federaciji postoje ponude takvih uređaja od dvije grupe proizvođača. Prvi od njih uključuje ruske, italijanske, kineske i korejske brendove. U osnovi, nude se konstruktivni analozi poznatih ruskih marki: TSZ, TSL, TSGL. Koliko košta takav suhi transformator? Cijena tipične "hiljade" varira od 900 hiljada do 1 milion rubalja.
Druga grupa uključuje njemačke i francuske proizvođače. Nude tipove serije DTTH, GDNN, GDHN. Koliko će koštati takav uvozni transformator? Cijena iste "hiljade" će biti od 1,5 do 2 miliona rubalja.
