Што такое сухія трансфарматары? Тэхнічныя характарыстыкі і вобласць прымянення

Пры выкарыстанні электраэнергіі неабходна змена напругі аднаго ўзроўню на іншы. Сухія трансфарматары (інакш - з паветраным астуджэннем) выконваюць гэтую функцыю настолькі бяспечна і эфектыўна, што яны шырока выкарыстоўваюцца для ўнутранай ўстаноўкі ў грамадскіх і жылых будынках, дзе іншыя тыпы гэтых прылад лічацца занадта рызыкоўнымі.

Тыпы трансфарматараў: вадкасныя і сухія

У прынцыпе, ёсць два розных тыпу такога прылады: з вадкаснай ізаляцыяй і астуджэннем (вадкасны тып) і з астуджэннем паветрам або паветрана-газавай сумессю (сухі тып).

Для трансфарматараў першага тыпу астуджальнай асяроддзем можа быць звычайнае мінеральны алей. Прымяняюцца таксама і іншыя субстанцыі, такія як цяжкападпальных вуглевадароды і кремнийорганические вадкасці. Такія трансфарматары маюць стрыжань і абмоткі, пагружаныя ў бак з вадкай асяроддзем, якая служыць і ізалятарам, і ахаладжальнікам.

Найбольш распаўсюджаныя сілавыя сухія трансфарматары маюць абмоткі, залітыя эпаксіднай смалой, якая служыць ізалятарам. Яна абараняе праваднікі ад пылу і атмасфернай карозіі. Аднак паколькі прэс-формы для ліцця шпулек прымяняюцца толькі з фіксаванымі памерамі, то магчымасцяў для змены канструкцыі такіх прылад менш. У дыяпазоне, які звычайна выкарыстоўваецца ў электразабеспячэнні невялікіх прампрадпрыемстваў, а таксама грамадскіх і жылых будынкаў, сухія трансфарматары цалкам дублююць шэраг магутнасцяў сваіх вадкасных аналагаў.

асноўныя параметры

Самы адказны момант пры эксплуатацыі разгляданых прылад - гэта забеспячэнне тэмпературнага рэжыму абмотак. Каб дапамагчы ў выбары або набыцці апарата сухога тыпу для электразабеспячэння розных аб'ектаў, разгледзім некалькі асноўных эксплуатацыйных параметраў:

1. Магутнасць, ква.
2. Намінальнае напружанне першаснай і другаснай абмоткі.
3. Цеплааддача ізаляцыйнай сістэмы - сума максімальнай тэмпературы навакольнага асяроддзя + сярэдні ўздым тэмпературы ў абмотках + розніца паміж сярэднім уздымам тэмпературы ў абмотках і самым высокім паказчыкам у іх.
4. Стрыжань і шпулькі - асаблівае значэнне маюць магчымыя пашкоджанні стрыжня або назапашванне расслаенняў (медных або алюмініевых правадыроў).

Існуюць розныя канструктыўныя тыпы трансфарматараў, якія вызначаюцца, перш за ўсё, што прымяняюцца спосабамі ізаляцыі іх абмотак. Сярод іх вядомыя: вакуумная насычэнне, капсулирование і адліваная шпулька. Разгледзім кожны з іх асобна.

Ізаляцыя спосабам вакуумнай насычэння (VPI)

Гэтая тэхналогія стварае лакавае пакрыццё правадыроў шляхам чаргавання цыклаў ціску і вакууму. VPI-працэс выкарыстоўвае поліэфірныя смолы. Ён забяспечвае праваднікам лепшае пакрыццё лакам, чым пры звычайным апусканні ў склад. Шпулькі, пакрытыя ім, затым змяшчаюцца ў печ, дзе адбываецца запяканне. Яны атрымліваюцца значна больш устойлівымі да ўзнікнення каронных разрадаў. Як выглядае такой трансфарматар? Фота яго размешчана ніжэй.

Ізаляцыя спосабам вакуумнага капсулирования (VPE)

Гэты метад звычайна пераўзыходзіць VPI-працэс. Некалькі апусканняў дадаюцца ў працэсе вырабу для капсулирования шпулькі, пасля чаго іх пакрыццё запякаецца ў печы. Гэтыя трансфарматары маюць лепшую абарону ад уздзеяння агрэсіўных і вільготных асяроддзяў, чым іх VPI-аналагі. Як выглядае такой трансфарматар? Фота яго прадстаўлена ніжэй.

Капсулирование (герметызацыя)

Капсулированные трансфарматары - гэта звычайныя прылады з абмоткамі, пакрытымі кремнийсодержащими складамі або эпаксіднай смалой і цалкам зняволеныя ў цяжкавагавы кажух. Вытворчы працэс запаўняе абмоткі шчыльнай эпаксіднай смалой з высокай дыэлектрычнай трываласцю, абараняючы трансфарматар ад любых ўздзейнічаюць асяроддзяў.

Адліваныя шпулькі (у фармаванай ушчыльненай эпаксіднай смале)

Гэтыя прылады ўтрымліваюць шпулькі, закапсулированные ў эпаксідную смалу ў працэсе фарміравання. Яны цалкам запаўняюцца смалой пад дзеяннем вакууму.

Кожны з спосабаў ізаляцыі абмоткі спецыяльна падыходзіць для канкрэтных асяроддзяў. Вельмі важна зразумець, дзе лепш выкарыстоўваць адпаведныя тыпы прылад. Напрыклад, сухія трансфарматары з літой ізаляцыяй каштуюць прыкладна на 50% даражэй, чым вырабы VPE або VPI. Такім чынам, выбар канкрэтнага тыпу прылады можа значна ўплываць на агульную кошт праекта.

Рэкамендацыі па выбары

Пры неабходнасці падвышанай стойкасці да каронным разрадам (т. Е. Электрычным разрадам, выкліканым напружанасцю поля, які перавышае дыэлектрычную трываласць ізаляцыі), калі падвышанай механічнай трываласці абмотак не патрабуецца, варта выкарыстоўваць VPI-тып трансфарматара.

Ужывайце іх з адліванымі шпулькамі, калі патрабуецца дадатковая трываласць і абарона, напрыклад, у агрэсіўных асяроддзях, такіх як хімічныя тэхналагічныя ўстаноўкі, заводы будматэрыялаў, а таксама для вонкавай ўстаноўкі. Агрэсіўныя асяроддзя ўключаюць рэчывы, якія могуць згубна адбівацца на абмотках іншых сухіх трансфарматараў, у тым ліку солі, пыл, з'едлівыя газы, вільгаць і металічныя часціцы.

Акрамя таго, абмоткі з літой ізаляцыяй валодаюць палепшанай здольнасцю вытрымліваць кароткачасовыя і паўтараюцца перагрузкі, характэрныя для многіх вытворчых працэсаў.

Інжынеру часцяком даводзіцца рабіць выбар паміж прыладай з літой ізаляцыяй ці яе VPI / VPE-тыпам для прымянення ў крытычных умовах і агрэсіўных асяроддзях. Першы тып, як правіла, лічыцца лепшым. Некаторыя вытворцы, аднак, паказваюць, што адліваная Смалянах ізаляцыя абмяжоўвае тэрмін службы трансфарматара. Каэфіцыент цеплавога пашырэння эпаксіднай смалы менш, чым у медных правадыроў. Цыклічнае пашырэнне і сціск з награваннем і астуджэннем шпулек ў канчатковым выніку можа выклікаць парэпанне смалы. Адзначаецца таксама, што трансфарматар VPI-тыпу можа лепш справіцца з такімі працэсамі і таму служыць даўжэй. У рэшце рэшт, канчатковы выбар застаецца за інжынерам-энергетыкам.

Вадкасны тып супраць сухога

Вадкасным-запоўненыя трансфарматары, як правіла, маюць больш высокі ККД, чым сухія, таму ў іх большы тэрмін службы. Акрамя таго, вадкасць з'яўляецца больш эфектыўнай асяроддзем для астуджэння лакальных абласцей высокай тэмпературы ў абмотках. Плюс да ўсяго, вадкасны-запоўненыя прылады валодаюць лепшай перагрузачнай здольнасцю.

Так, сухі трансфарматар 1000 ква пры паловай загрузцы мае ўзровень страт прыкладна 8 кВт, а пры поўнай - каля 16 кВт. Пры гэтым такі ж «тысячнік», але вадкасны, мае прыкладна ўдвая меншыя растраты. Алейны «двухтысячнікамі» пры паловай загрузцы нясе страты 8 кВт, а пры поўнай - 16 кВт. Яго сухі аналаг характарызуецца выдаткамі ў 13 і 26,5 кВт адпаведна. Гэта азначае тое, што сумніўнае першынство па ўзроўні страт трымаюць менавіта сухія трансфарматары. Кошт іх пры гэтым вышэй, чым у вадкасных.

З прычыны больш інтэнсіўнага ахладжэння абмотак вадкасныя прылады маюць меншыя габарыты (глыбіню і шырыню), чым сухія аналагічнай магутнасці. Гэта можа аказваць уплыў на неабходную плошчу трансфарматарных падстанцый (асабліва ўбудаваных), а значыць, і на кошт усяго аб'екта. Так, тыпавы сухі трансфарматар 1000 ква мае глыбіню 1,6 м, а шырыню 2,44 м. Пры гэтым аналагічны алейны пры блізкай глыбіні мае шырыню каля 1,5 м. Але ў гэтага тыпу ёсць, аднак, і шэраг недахопаў.

Напрыклад, супрацьпажарная абарона больш важная для вадкасных трансфарматараў пры выкарыстанні астуджальнай асяроддзя, здольнай да ўзгарання. Праўда, сухія трансфарматары таксама могуць загарэцца. Няправільна эксплуатаванае прылада вадкаснага тыпу можа нават падарвацца.

У залежнасці ад умоў эксплуатацыі для вадкасных-запоўненых вырабаў можа спатрэбіцца прылада паддона для збору ахаладжальніка пры магчымых яго уцечках.

Магчыма, пры выбары трансфарматараў ўчастак пераходу ад адназначнага перавагі сухога тыпу да вадкаснай заключаецца паміж 500 ква і 2,5 МВА, прычым першы тып пераважна выкарыстоўваецца да ніжняй мяжы дыяпазону, а другі вышэй яе.

Важным фактарам выбару тыпу з'яўляецца месца ўстаноўкі трансфарматара, напрыклад, ўнутры офіснага будынка ці звонку, а таксама абслугоўванне прамысловых нагрузак.

Сухія трансфарматары магутнасцю больш 5МВА цалкам даступныя, але многія з іх з'яўляюцца вадкасным-запоўненымі. Пры вонкавай ўсталёўцы гэты тып таксама з'яўляецца пераважным.

Некалькі слоў пра вентыляцыю

Пры аснашчэнні трансфарматара вентылятарам абдзімання нагрузку можна істотна падняць. Так, для літых абмотак такая функцыя можа падняць доўга дапушчальную нагрузку на 50% вышэй за намінальны. Для VPE або VPI-тыпаў прырост магутнасці ў гэтым выпадку можа скласці да 33%.

Напрыклад, магутнасць стандартнага трансфарматара ў 3000 ква з літой абмоткай пры аснашчэнні яго вентылятарам абдзімання ўзрастае да 4500 ква (на 50%). У той жа час VPE- або VPI-тып магутнасцю 2500 ква пры наяўнасці вентылятара падыме яе да 3,333 ква (на 33%).

Зрэшты, трэба заўсёды ўлічваць, што наяўнасць вентылятара абдзімання зніжае агульную надзейнасць сістэмы. Калі падчас працы з абдзіманнем пад нагрузкай вышэй намінальным вентылятар адмовіць, то ёсць рэальны рызыка ўзнікнення цяжкай аварыі, прычыны якой можна страціць ўвесь трансфарматар.

А што на расійскім рынку?

Варта адзначыць, што ў апошнія гады ў Расіі сфарміравалася ўстойлівая тэндэнцыя паўтараць вопыт Еўропы, дзе да 90% усіх ізноў усталёўваных трансфарматараў ставіцца да сухога тыпу. Адпаведна рэагуе і рынак. Сёння ў РФ ёсць прапановы такіх прылад ад двух груп вытворцаў. Да першай з іх можна аднесці расійскія, італьянскія, кітайскія і карэйскія брэнды. У асноўным прапануюцца канструктыўныя аналагі вядомых расійскіх марак: ТСЗ, ТСЛ, ТСГЛ. Колькі ж каштуе такі сухі трансфарматар? Кошт тыпавога «тысячніка» вар'іруецца ад 900 тысяч да 1 мільёна рублёў.

Да другой групы ставяцца нямецкія і французскія вытворцы. Яны прапануюць маркі серый DTTH, GDNN, GDHN. У што ж абыйдзецца такі імпартны трансфарматар? Кошт усё таго ж «тысячніка» складзе ад 1,5 да 2 мільёнаў рублёў.