Què són els transformadors secs? Característiques tècniques i abast

Quan utilitzeu l'electricitat, heu de canviar la tensió d'un nivell a un altre. Els transformadors secs (en cas contrari, refrigerats per aire) realitzen aquesta funció de manera segura i eficaç que són àmpliament utilitzats per a la instal·lació en interiors en edificis públics i residencials, on altres tipus d'aquests dispositius es consideren massa arriscats.

Tipus de transformadors: líquid i sec

En principi, hi ha dos tipus diferents d'aquest dispositiu: amb aïllament líquid i refrigeració (tipus de líquid) i amb refrigeració per aire o amb barreja de gas aeri (tipus sec).

Per a transformadors del primer tipus, el mitjà de refrigeració pot ser un oli mineral normal. També s'utilitzen altres substàncies, com ara hidrocarburs refractaris i fluids organosilílics. Aquests transformadors tenen un nucli i bobinats immersos en un dipòsit amb un mitjà líquid, que serveix tant com a aïllant i com a refredador.

Els transformadors de potència més comuns tenen bobinats amb resina epoxi, que serveix d'aïllant. Protegeix els conductors de la pols i la corrosió atmosfèrica. No obstant això, atès que els motlles de bobines de fosa només s'utilitzen amb dimensions fixes, hi ha menys possibilitats de canviar el disseny d'aquests dispositius. En el rang generalment utilitzat en el subministrament d'energia de petites empreses industrials, així com edificis públics i residencials, els transformadors secs dupliquen completament diverses capacitats dels seus analògics líquids.

Paràmetres bàsics

El moment més important en el funcionament dels dispositius considerats és assegurar el règim de temperatura dels bobinats. Per ajudar a seleccionar o comprar un dispositiu de tipus sec per a subministrar energia a diverses instal·lacions, considerem alguns paràmetres operatius bàsics:

1. Potència, kVA.
2. Tensió nominal dels bobins primaris i secundaris.
3. La transferència de calor del sistema d'aïllament és la suma de la temperatura ambient màxima + l'augment de la temperatura mitjana dels bobinats + la diferència entre l'augment mitjà de la temperatura dels bobinats i el més alt en elles.
4. Nucli i bobines: possible dany al nucli o acumulació d'estratificacions (conductors de coure o d'alumini) té una importància particular.

Hi ha diversos tipus de disseny de transformadors, determinats principalment pels mètodes utilitzats per aïllar els seus bobinats. Entre ells es coneixen: impregnació al buit, encapsulació i bobina de fosa. Anem a considerar cada un d'ells per separat.

Aïllament per impregnació al buit (VPI)

Aquesta tecnologia crea un revestiment de vernissos de conductors alternant els cicles de pressió i buit. El procés VPI utilitza resines de polièster. Proporciona als conductors una millor cobertura de vernís que amb una immersió convencional. Bobines recobertes amb ella, després col·locades al forn, on es realitza la cocció. Són molt més resistents a l'aparició d'abocaments de corona. Com es veu aquest transformador? La foto es troba a sota.

Aïllament per encapsulació al buit (VPE)

Aquest mètode sol superar el procés VPI. Durant el procés de fabricació s'agreguen diverses immersions per encapsular la bobina, després d'això, el seu revestiment es cou al forn. Aquests transformadors tenen una millor protecció contra els efectes dels entorns agressius i humits que les seves contraparts VPI. Com es veu aquest transformador? La foto es presenta a continuació.

Encapsulació (segellat)

Els transformadors encapsulats són dispositius convencionals amb bobinats recoberts amb compostos que contenen silici o resina epoxi i estan tancats íntegrament en una carcassa resistent. El procés de producció omple els bobinatges amb una resina epoxi densa amb alta resistència dielèctrica, protegint el transformador de qualsevol mitjà influent.

Bobines fos (en resina epoxi empaquetat i modelat)

Aquests dispositius contenen bobines encapsulades en resina epoxi durant el procés de formació. Estan completament carregats de resina sota l'acció del buit.

Cadascun dels mètodes d'aïllament és especialment adequat per a mitjans específics. És molt important entendre on és millor utilitzar els tipus de dispositius adequats. Per exemple, els transformadors secs aïllats en fosa suposen un 50% més de productes VPE o VPI. D'aquesta manera, l'elecció d'un determinat tipus de dispositiu pot afectar significativament el cost global del projecte.

Recomanacions per a la selecció

Si és necessari augmentar la resistència a les descàrregues de corones (és a dir, les descàrregues elèctriques provocades per una força de camp superior a la força dielèctrica de l'aïllament), quan no es requereix una força mecànica més gran dels bobinats, s'ha d'utilitzar un tipus de transformador VPI.

Utilitzeu-les amb bobines de fosa, quan es requereixi una força i protecció addicionals, per exemple, en entorns agressius, com a plantes de processament químic, plantes de materials de construcció i també per a instal·lacions a l'aire lliure. Els entorns agressius inclouen substàncies que poden afectar negativament els bobinatges d'altres transformadors secs, com ara sals, pols, gasos corrosius, humitats i partícules metàl·liques.

A més, els bobinatges aïllats en fosa tenen una capacitat millorada per resistir sobrecàrregues a curt termini i repetides, típiques per a molts processos de producció.

L'enginyer sovint ha de triar entre un dispositiu aïllant del repartiment o el seu tipus VPI / VPE per utilitzar-lo en entorns crítics i ambients agressius. El primer tipus, per regla general, es considera el millor. Alguns fabricants, però, indiquen que l'aïllament de resina modelada limita la vida del transformador. El coeficient d' expansió tèrmica de la resina epoxi és inferior al dels conductors de coure. L'expansió i contracció cíclica amb calefacció i refredament de les bobines poden causar eventualment l'escletxa de la resina. També s'observa que un transformador de tipus VPI pot fer front millor a aquests processos i, per tant, més. Al final, l'elecció final és l'enginyer energètic.

Tipus de líquid en sec

Els transformadors de líquid, per regla general, tenen una major eficiència que els secs, per tant, tenen una vida útil més llarga. A més, el líquid és un mitjà més eficaç per refredar les regions de calor local en els bobinatges. A més, els dispositius que contenen líquids tenen una millor capacitat de sobrecàrrega.

Així, un transformador sec de 1000 kVA a la meitat de càrrega té un nivell de pèrdua d'uns 8 kW i amb una potència total aproximada de 16 kW. Al mateix temps, el mateix "mil", però líquid, té aproximadament la meitat del residu. L'oli "dvuhtysyachnik" a la meitat de la càrrega comporta pèrdues de 8 kW, i al seu màxim - 16 kW. El seu analògic sec es caracteritza per un cost de 13 i 26,5 kW, respectivament. Això significa que els transformadors secs tenen una primacia dubtosa en termes de pèrdues. El seu preu és més alt que el dels líquids.

A causa de la refrigeració més intensiva dels bobinatges, els dispositius líquids tenen dimensions més petites (profunditat i ample) que els secs de potència similar. Això pot afectar l'àrea necessària de les subestacions del transformador (especialment les incrustades) i, per tant, el cost de tota la instal·lació. D'aquesta manera, un transformador sec de 1000 kVA típic té una profunditat d'1,6 mi un ample de 2,44 m. Al mateix temps, un oli similar a una profunditat més propera té un ample d'1,5 m, però aquest tipus té alguns inconvenients.

Per exemple, la protecció contra incendis és més important per als transformadors de líquid quan s'utilitza un mitjà de refrigeració capaç d'encendre's. Els transformadors veritables i secs també poden incendiar-se. Es pot explotar un dispositiu de tipus de líquid que no funcioni correctament.

Depenent de les condicions de funcionament dels productes fets amb líquid, pot ser necessari instal·lar un dipòsit per recollir el refrigerant per possibles fugues.

Probablement, en triar transformadors, la secció de transició de la preferència única del tipus sec a la líquida es troba entre 500 kVA i 2,5 MVA, el primer tipus s'utilitza preferentment fins al límit inferior del rang i el segon és més alt que el.

Un factor important en l'elecció del tipus és el lloc d'instal·lació del transformador, per exemple, dins d'un edifici d'oficines o fora, i també el manteniment de càrregues industrials.

Els transformadors secs amb una capacitat de més de 5 MVA són bastant assequibles, però molts d'ells estan plens de líquid. Per a instal·lacions a l'aire lliure, aquest tipus també és predominant.

Algunes paraules sobre ventilació

Quan el transformador està equipat amb un ventilador, la càrrega pot augmentar considerablement. D'aquesta manera, per als devanats, aquesta funció pot augmentar la càrrega permesa a llarg termini en un 50% per sobre de la càrrega nominal. Per als tipus VPE o VPI, l'augment de potència en aquest cas pot arribar a ser del 33%.

Per exemple, la potència d'un transformador estàndard de 3000 kVA amb un bobinat de l'emmotllament quan està equipat amb un ventilador de bufador augmenta fins a 4500 kVA (en un 50%). Al mateix temps, una potència tipus VPE- o VPI de 2500 kVA amb un ventilador l'elevarà a 3.333 kVA (un 33%).

Tanmateix, sempre s'ha de tenir en compte que la presència d'un ventilador permet reduir la fiabilitat del sistema. Si el ventilador falla quan es treballa amb un ventilador sota la càrrega superior a la classificada, hi ha un risc real d'un accident greu, per la qual cosa es pot perdre tot el transformador.

I què passa amb el mercat rus?

Cal assenyalar que en els últims anys s'ha creat una tendència estable a Rússia per repetir l'experiència d'Europa, on fins al 90% de tots els transformadors recentment instal·lats són de tipus sec. En conseqüència, el mercat reacciona. Avui a Rússia hi ha ofertes de tals dispositius de dos grups de fabricants. El primer d'ells pot ser marques rus, italiana, xinesa i coreana. Bàsicament, es proposen anàlegs constructius de marques russes conegudes: TSZ, TSL, TSGL. Quant és un transformador sec? El preu d'un "milionari" típic varia entre 900 mil i 1 milió de rubles.

El segon grup inclou fabricants alemanys i francesos. Ofereixen marques de DTTH, GDNN, GDHN. Quin és el cost d'un transformador tan importat? El preu del mateix "mil" serà de 1,5 a 2 milions de rubles.