A villamos energia használatakor a feszültséget egyik szintről a másikra kell váltani. A száraz típusú transzformátorok (más néven léghűtésesek) olyan biztonságosan és hatékonyan látják el ezt a funkciót, hogy széles körben használják beltéri telepítésekhez olyan köz- és lakóépületekben, ahol ezeknek az eszközöknek a többi típusa túl kockázatosnak számít.
Trafótípusok: folyékony és száraz
Alapvetően két különböző típusú ilyen eszköz létezik: folyadékszigetelésű és hűtésű (folyékony típusú) és levegővel vagy levegő-gáz keverékkel hűtött (száraz típusú).
Az első típusú transzformátoroknál a hűtőközeg közönséges ásványolaj lehet. Más anyagokat is használnak, például égésgátló szénhidrogéneket és szilikon folyadékokat. Az ilyen transzformátorok magja és tekercselése folyékony közeg tartályba van merítve, amely szigetelőként és hűtőfolyadékként is szolgál.
A leggyakoribb elektromos szárításA transzformátorok tekercselése epoxigyantával van feltöltve, amely szigetelőként szolgál. Megvédi a vezetékeket a portól és a légköri korróziótól. Mivel azonban a tekercsöntő formákat csak rögzített méretekkel használják, az ilyen eszközök kialakításában kevesebb változtatási lehetőség van. A kis ipari vállalkozások, valamint a középületek és lakóépületek áramellátásában általánosan használt tartományban a száraz típusú transzformátorok teljesen megduplázzák folyékony társaik teljesítménytartományát.
Fő paraméterek
A kérdéses készülékek működésének legdöntőbb momentuma a tekercsek hőmérsékleti rendjének biztosítása. A különféle objektumok tápellátására szolgáló száraz típusú készülék kiválasztásának vagy vásárlásának elősegítése érdekében számos alapvető működési paramétert figyelembe veszünk:
- Tápellátás, kVA.
- Névleges primer és szekunder feszültség.
- Egy szigetelőrendszer hőleadása a maximális környezeti hőmérséklet + a tekercsekben bekövetkező átlagos hőmérséklet-emelkedés + a tekercsek átlagos hőmérséklet-emelkedése és a tekercsekben lévő legmagasabb hőmérséklet közötti különbség összege.
- Mag és tekercsek – a mag esetleges károsodása vagy a delamináció felhalmozódása (réz- vagy alumíniumvezetők) különösen aggodalomra ad okot.
A transzformátoroknak különféle szerkezeti típusai vannak, amelyeket elsősorban a tekercselésük leválasztására használt módszerek határoznak meg. Közülük ismertek: vákuumimpregnálás, kapszulázás és öntött tekercs. Tekintsük mindegyiket külön-külön.
Vákuumos impregnálás (VPI) szigetelés
Ez a technológia váltakozó nyomás- és vákuumciklusokkal lakkozott felületet hoz létre a vezetékeken. A VPI eljárás poliészter gyantákat használ. Jobb lakkozási felületet biztosít a vezetékeknek, mint a hagyományos mártással. A vele bevont tekercseket ezután sütőbe helyezik, ahol a sütés történik. Sokkal jobban ellenállnak a koronakisüléseknek. Hogy néz ki egy ilyen transzformátor? A fotóját alább tesszük közzé.
Vákuumkapszulázás (VPE)
Ez a módszer általában jobban teljesít, mint a VPI folyamat. A gyártási folyamat során számos mártást adnak hozzá a tekercs kapszulázásához, majd a bevonatot sütőben megsütik. Ezek a transzformátorok jobb védelmet nyújtanak az agresszív és nedves környezet ellen, mint VPI-társaik. Hogy néz ki egy ilyen transzformátor? A fotóját alább mutatjuk be.
kapszulázás (tömítés)
A tokozott transzformátorok hagyományos eszközök, amelyek tekercselése szilíciumvegyületekkel vagy epoxigyantával van bevonva, és teljesen vastag burkolatba van zárva. A gyártási folyamat során a tekercseket sűrű, nagy dielektromos szilárdságú epoxigyantával töltik meg, megvédve a transzformátort minden környezettől.
Öntött tekercsek (öntött, tömörített epoxiban)
Ezek az eszközök tekercseket tartalmaznak, amelyeket az öntési folyamat során epoxiba zárnak. A hatás alatt teljesen megtelnek gyantávalvákuum.
Minden tekercsszigetelési módszer kifejezetten alkalmas meghatározott környezetekre. Nagyon fontos megérteni, hol a legjobb a megfelelő eszköztípusokat használni. Például a szárazon öntött gyanta transzformátorok körülbelül 50%-kal drágábbak, mint a VPE vagy VPI termékek. Így egy adott típusú eszköz kiválasztása jelentősen befolyásolhatja a projekt összköltségét.
Javaslatok a kiválasztáshoz
Ahol megnövekedett ellenállás szükséges a koronakisülésekkel szemben (azaz a szigetelés dielektromos szilárdságát meghaladó térerősség okozta elektromos kisülésekre), ha nincs szükség a tekercsek fokozott mechanikai szilárdságára, VPI-típusú transzformátort kell használni..
Használja ezeket öntött tekercsekkel, ha extra erősségre és védelemre van szükség, például zord környezetben, például vegyi feldolgozó üzemekben, építőanyag-gyárakban és kültéri létesítményekben. Az agresszív környezetek közé tartoznak az olyan anyagok, amelyek hátrányosan befolyásolhatják más száraz típusú transzformátorok tekercsét, beleértve a sókat, port, korrozív gázokat, nedvességet és fémrészecskéket.
Ezenkívül az öntött gyanta tekercsek jobban ellenállnak a rövid távú és ismétlődő túlterheléseknek, amelyek számos gyártási folyamatban gyakoriak.
A mérnöknek gyakran kell választania az öntött gyanta vagy a VPI/VPE típus között kritikus alkalmazásokhoz és zord környezetekhez. Általában az első típust tartják a legjobbnak. Néhány gyártóazonban meg kell jegyezni, hogy az öntöttgyanta szigetelés korlátozza a transzformátor élettartamát. Az epoxigyanta hőtágulási együtthatója kisebb, mint a rézvezetőké. A tekercsek felmelegedésével és lehűlésével járó ciklikus tágulás és összehúzódás végül a gyanta megrepedését okozhatja. Azt is meg kell jegyezni, hogy a VPI-típusú transzformátor jobban megbirkózik az ilyen folyamatokkal, és ezért tovább tart. Végül a végső döntés az energiamérnökön múlik.
folyékony vs. száraz
A folyadékkal töltött transzformátorok általában hatékonyabbak, mint a szárazon töltöttek, így hosszabb az élettartamuk. Ezenkívül a folyadék hatékonyabb közeg a tekercsekben lévő magas hőmérsékletű helyi területek hűtésére. Ráadásul a folyadékkal töltött eszközök jobb túlterhelési kapacitással rendelkeznek.
Így egy 1000 KVA-s száraz típusú transzformátor félterhelésen körülbelül 8 kW, teljes terhelésen pedig körülbelül 16 kW veszteséggel rendelkezik. Ugyanakkor ugyanannak az „ezernek”, de folyékonynak, körülbelül a fele a hulladéknak. A „kétezer” olaj félterhelésnél 8 kW veszteséget, teljes terhelésnél 16 kW veszteséget okoz. Száraz párját 13, illetve 26,5 kW költség jellemzi. Ez azt jelenti, hogy a veszteség tekintetében a száraz típusú transzformátorok tartják a kétes vezető helyet. Ugyanakkor ára magasabb, mint a folyékonyoké.
A tekercsek intenzívebb hűtése miatt a folyékony eszközök kisebb méretűek (mélység és szélesség), mint az azonos teljesítményű száraz eszközök. Lehetbefolyásolja a transzformátor alállomások (különösen a beépítettek) szükséges területét, és ezáltal a teljes létesítmény költségét. Tehát egy tipikus száraz típusú 1000 KVA transzformátor mélysége 1,6 m, szélessége 2,44 m. Ugyanakkor egy hasonló olajtranszformátor közeli mélységben körülbelül 1,5 m szélességű. Ez a típus azonban, számos hátránya van.
Például a tűzvédelem fontosabb a folyékony transzformátorok esetében, ha gyúlékony hűtőfolyadékot használnak. Igaz, a száraz transzformátorok is meggyulladhatnak. A helytelenül használt folyadék típusú eszköz akár fel is robbanhat.
Az üzemi körülményektől függően a folyadékkal töltött termékekhez csepptálcára lehet szükség a hűtőfolyadék szivárgásának összegyűjtéséhez.
Talán a transzformátorok kiválasztásakor a száraz típus egyértelmű preferálásáról a folyékony típusra való átmenet 500 kVA és 2,5 MVA között van, ahol az első típust lehetőleg a tartomány alsó határáig, a másodikat pedig e fölött alkalmazzuk.
A típus kiválasztásánál fontos szempont a transzformátor beépítési helye, például irodaházon belül vagy kívül, valamint az ipari terhelések kiszolgálásakor.
5MVA feletti száraz típusú transzformátorok könnyen beszerezhetők, de sok folyadékkal tölthető. Kültéri telepítésnél is ez a típus az uralkodó.
Pár szó a szellőztetésről
Ha a transzformátor ventilátorral van felszerelve, a terhelés jelentősen növelhető. Tehát öntött tekercsekhezez a funkció a folyamatos teherbírást akár 50%-kal a névleges terhelés fölé emelheti. VPE vagy VPI típusoknál a teljesítménynövekedés ebben az esetben akár 33% is lehet.
Például egy szabványos 3000 kVA öntött tekercses transzformátor teljesítménye, ha ventilátorral van felszerelve, 4500 kVA-ra nő (50%-kal). Ugyanakkor a ventilátoros 2500 kVA-s VPE vagy VPI típus 3,333 kVA-ra emeli (33%-kal).
Azonban mindig figyelembe kell vennie, hogy a ventilátor jelenléte csökkenti a rendszer általános megbízhatóságát. Ha a ventilátor meghibásodik a névlegesnél nagyobb terhelés melletti fújással, akkor fennáll a súlyos baleset veszélye, aminek következtében az egész transzformátor elveszhet.
És mi a helyzet az orosz piaccal?
Érdemes megjegyezni, hogy Oroszországban az elmúlt években folyamatosan megfigyelhető az európai tapasztalatok megismétlése, ahol az újonnan beépített transzformátorok akár 90%-a száraz típusú. A piac ennek megfelelően reagál. Ma az Orosz Föderációban két gyártócsoport kínál ilyen eszközöket. Az elsőben orosz, olasz, kínai és koreai márkák találhatók. Alapvetően a jól ismert orosz márkák konstruktív analógjait kínálják: TSZ, TSL, TSGL. Mennyibe kerül egy ilyen száraz transzformátor? Egy tipikus "ezer" ára 900 ezer és 1 millió rubel között változik.
A második csoportba német és francia gyártók tartoznak. A DTTH, GDNN, GDHN sorozat minőségeit kínálják. Mennyibe kerül egy ilyen import transzformátor? Ugyanennek az „ezer”-nek az ára 1,5-2 millió rubel lesz.
