Tørr type transformator: typer, isolasjon og bruksområder|Yawei

A tørr type transformatoroverfører elektrisk kraft uten å bruke konvensjonell transformatorolje til isolasjon og kjøling. I stedet bruker den solide isolasjonsmaterialer, harpiks, luft eller, i noen spesielle design, gass.

Dette gjør transformatorer av tørr type til et praktisk alternativ for mange innendørs og miljøsensitive installasjoner. Du vil ofte finne dem i kommersielle bygninger, fabrikker, datasentre, sykehus, prosjekter for fornybar energi, jernbanesystemer og andre anlegg der brannsikkerhet og installasjonsforhold betyr noe.

Det er imidlertid ikke noe enkelt design som passer til hvert prosjekt. Transformatorer av harpiks-type, VPI-transformatorer, polyarylamin-isolerte transformatorer, SF₆gassisolerte transformatorer og tørre-kabeltransformatorer har alle litt forskjellige tilnærminger til isolasjon og kjøling.

Så når noen sier "tørr type transformator", er det verdt å spørre hvilken type de egentlig mener.

Hva er en tørr type transformator?

A tørr type transformatorbruker ikke-flytende isolasjon for å isolere viklingene og kjernen. Siden transformatoren fortsatt produserer varme fra kjerne- og viklingstap, trenger den også et passende kjølesystem for å holde temperaturen under kontroll.

En typisk tørr type transformator inneholder en magnetisk kjerne, høy-spenningsvikling, lav-lavspenningsvikling, isolasjonssystem, terminaler, mekaniske støtter og kjølearrangement. Avhengig av design kan temperatursensorer, vifter, et kabinett og beskyttelsesutstyr også inkluderes.

En åpenbar fordel er at det ikke finnes noen konvensjonell transformatoroljetank. Dette eliminerer risikoen for oljelekkasje og kan gjøre at tørre transformatorer passer godt for innendørs elektriske rom og områder hvor væskeisolasjon er uønsket.

Når det er sagt, betyr ikke «tørr» vedlikeholdsfritt-. Transformatoren trenger fortsatt riktig ventilasjon, inspeksjon, rengjøring, temperaturovervåking og beskyttelse. Installasjonsmiljøet kan utgjøre en stor forskjell.

Resin-Type Tørr-Type transformatorer

Harpiks-type tørr-transformatorerer mye brukt i industrielle og kommersielle kraftsystemer. Harpiks utgjør en stor del av viklingsisolasjonen og bidrar til å beskytte lederne mot fuktighet, støv, forurensning og mekanisk påkjenning.

Det finnes flere harpiksbaserte-teknologier, og de er ikke alle helt like.

Harpiks-fylt støping

Med harpiks-fylt konstruksjon er viklingen omgitt eller fylt med isolerende harpiks. Når harpiksen herder, danner den en solid isolasjonsstruktur rundt viklingen.

Dette kan være nyttig i miljøer der fuktighet eller forurensning er et problem. Industrielle anlegg kan for eksempel ha støv, fuktighet eller luftbårne forurensninger som kan forårsake problemer for mindre-beskyttede viklingssystemer.

Men harpikskvaliteten betyr noe. Ganske mye, faktisk. Tomrom, sprekker, innestengt luft eller dårlig herding kan svekke isolasjonssystemet og kan bidra til delvis utladning i høyspenningsapplikasjoner.

Harpiksstøping

Harpiksstøpinger en produksjonsprosess der viklingen plasseres inne i en form og isolerende harpiks introduseres rundt den. Harpiksen herdes deretter under kontrollerte forhold.

Prosessen høres kanskje rett ut, men det er mye som skjer bak kulissene. Harpikstemperatur, viskositet, vakuumforhold, herdetid og isolasjonstykkelse må alle kontrolleres nøye.

God støping bidrar til å redusere innvendige luftlommer og andre defekter. Det er viktig fordi selv små ufullkommenheter i-høyspenningsisolasjon kan bli et problem etter år med elektrisk og termisk stress.

Harpiksvikling

I enharpiksvikling, harpiks blir en viktig del av viklingsisolasjonssystemet. Kobber- eller aluminiumsledere kan kombineres med harpiks, glassfiber, isolasjonspapir eller isolasjonsfilm.

Viklingen må håndtere både elektrisk og mekanisk påkjenning. Når transformatoren er tungt belastet, varmes viklingen opp. Når lasten faller, kjøles den ned. Denne syklusen skjer igjen og igjen under normal drift.

Av den grunn trenger isolasjonssystemet god elektrisk ytelse samt nok mekanisk styrke til å tåle termisk ekspansjon og sammentrekning.

Harpiks vakuumtrykkimpregnering

Harpiksvakuumtrykkimpregnering (VPI)er en annen harpiksisolasjonsteknologi som brukes i transformatorer av tørr type.

Under VPI blir viklingen utsatt for harpiks under kontrollerte vakuum- og trykkforhold. Dette gjør at harpiksen kan trenge inn i isolasjonsstrukturen mer effektivt samtidig som det bidrar til å redusere innestengt luft.

Etter herding blir viklingen mekanisk sterkere og bedre beskyttet mot fuktighet og miljøpåvirkninger.

VPI og harpiksstøping er noen ganger nevnt sammen, men de er ikke den samme produksjonsprosessen. Viklestrukturen og produksjonsmetoden er forskjellige, så valget avhenger av transformatorens tiltenkte bruk.

Polyarylamin isolerte transformatorer

Polyarylamin isolerte transformatorerbruke polyarylamin-baserte polymermaterialer som en del av isolasjonssystemet.

Polyarylamin er en høy-polymer med nyttige elektriske og termiske egenskaper. I transformatorkonstruksjon kan avansert polymerisolasjon gi ekstra fleksibilitet ved utforming av kompakte viklingskonstruksjoner og isolasjonssystemer.

Denne typen transformatorer kan vurderes der god elektrisk isolasjon, termisk ytelse og kompakt konstruksjon er viktig.

Likevel ville det være en feil å bedømme en transformator etter isolasjonsmaterialet alene. Kjernedesign, ledervalg, viklingsarrangement, kjøling, produksjonskvalitet og driftsforhold fungerer sammen.

I virkelige-prosjekter er det komplette isolasjonssystemet det som betyr noe.

SF₆Gassisolerte transformatorer

SF₆gassisolerte transformatorerbruk svovelheksafluorid (SF₆) gass i stedet for konvensjonell væskeisolasjon.

SF₆har høy dielektrisk styrke og har blitt brukt i mange år i-elektrisk høyspenningsutstyr. Under passende trykk og innenfor et riktig utformet kabinett, kan det gi effektiv isolasjon samtidig som den støtter kompakt utstyrsdesign.

Imidlertid, SF₆systemer kommer også med noen spesielle krav.

Isolasjonsegenskaper til SF₆Gass

En av hovedfordelene med SF₆er dens sterke dielektriske ytelse. Det kan gi effektiv elektrisk isolasjon mellom strømførende komponenter når gasstrykket og utstyrsdesignet er passende.

Men det er ikke bare snakk om å sette SF₆inne i et metallskap og kaller det ferdig. Gasstrykk, temperatur, distribusjon av elektrisk felt, kabinettdesign og gasstetthet trenger alle nøye oppmerksomhet.

Varmespredning av SF₆Gass og transformatorkjøling

Transformatorer genererer varme uavhengig av om isolasjonsmediet er olje, luft, harpiks eller gass.

I en SF₆gassisolert transformator, varme fra kjernen og viklingene beveger seg inn i gassen og må deretter overføres gjennom kapslingen og kjølesystemet.

Avhengig av transformatordesign, kan kjøling bruke naturgasssirkulasjon, tvungen gassirkulasjon eller et eksternt kjølearrangement.

Termisk design er derfor like viktig som dielektrisk design. En transformator kan ha utmerket isolasjon, men har fortsatt problemer hvis varmen ikke kan fjernes effektivt.

SF₆Gassisolerte transformatorkomponenter

Den nøyaktige konfigurasjonen avhenger av produsenten og applikasjonen, men en SF₆gassisolert transformator kan omfatte kjernen, viklinger, gass-fylte innkapslinger, terminaler eller gjennomføringer, gassovervåkingsutstyr, trykk-kontrollenheter, kjøleutstyr og beskyttelsessystemer.

Gasstrykkovervåking er spesielt viktig. Hvis gasslekkasjer og trykk faller under det nødvendige nivået, kan isolasjonsytelsen bli påvirket.

SF₆Drivhuseffekt

Det er også et miljøproblem som ikke bør overses.

SF₆er en svært potent drivhusgass og kan forbli i atmosfæren i lang tid. Som et resultat må produsenter og operatører følge nøye med på forebygging av lekkasje, gassgjenvinning, resirkulering og-sluttende-håndtering.

Miljøbestemmelser blir også viktigere ved anskaffelse av elektrisk utstyr. For prosjekter som vurderer SF₆teknologi, er det fornuftig å vurdere både dens tekniske fordeler og dens miljøkrav.

Kabel-Type Tørr-Type transformatorer

Kabel-type tørr-transformatorerbruk isolert kabel eller kabel-lignende ledere som en del av viklingssystemet.

I stedet for å bruke konvensjonelle bare eller stripeledere, er isolert kabelteknologi integrert i viklingen. Dette kan bidra til å oppnå spesielle isolasjonsarrangementer og, i noen design, mer kompakt konstruksjon.

Tørrtransformatorer av kabel-type er generelt mer spesialiserte enn standard harpiksstøpte-transformatorer. De kan vurderes når et prosjekt har spesifikke spennings-, isolasjons-, plass- eller viklingskrav.

Kabelisolasjonen må fortsatt håndtere elektrisk stress, varme, mekaniske krefter og gjentatte temperaturendringer. Så igjen er både termisk design og isolasjonskvalitet viktig.

Hvordan velge riktig tørrtype transformator

Å velge retttørr type transformatorstarter med det elektriske systemet, ikke produktbrosjyren.

Nominell kapasitet, primær- og sekundærspenning, frekvens, impedans, vektorgruppe, isolasjonsnivå, temperaturøkning, kjølemetode, omgivelsestemperatur, installasjonshøyde, kapslingsklassifisering og gjeldende standarder må alle kontrolleres.

Miljøet er like viktig.

En fabrikk kan utsette transformatoren for støv, fuktighet, kjemikalier, vibrasjoner eller skiftende belastninger. Et datasenter kan ha kontinuerlig høy belastning, harmoniske, høy effekttetthet og et sterkt behov for fremtidig utvidelse.

For innendørs installasjoner er ventilasjon spesielt lett å overse. En transformator kan være riktig utformet og fortsatt gå for varm hvis det elektriske rommet ikke kan fjerne nok varme.

Tørr type transformatorkjøling

Kjøling er en av nøkkelfaktorene i tørr transformatordesign.

Mange transformatorer av tørr type brukerEN kjøling, som betyr naturlig luftkjøling. Varme som genereres i kjernen og viklingene overføres gjennom transformatorstrukturen og slippes ut i luften rundt.

For større klasser eller tyngre last,AF-kjøling, eller lufttvungen kjøling, kan brukes. Vifter øker luftstrømmen og bidrar til å fjerne varme mer effektivt.

Kjølemetoden påvirker temperaturøkning og kontinuerlig belastningsevne. Men romventilasjonen er også viktig. Et dårlig ventilert transformatorrom kan redusere den praktiske ytelsen til selv en godt-transformator.

Bruk av tørrtype transformatorer

Transformatorer av tørre type brukes i et bredt spekter av bruksområder, inkludert kommersielle bygninger, fabrikker, sykehus, datasentre, kjøpesentre,-høyhus, tunneler, jernbanesystemer, prosjekter for fornybar energi og infrastrukturanlegg.

De er spesielt attraktive der det å unngå transformatorolje kan forenkle brann-sikkerhetsplanlegging eller redusere bekymringer om væskelekkasje.

Sol- og vindprosjekter kan også bruke tørre transformatorer for visse kraftkonverterings- og distribusjonsapplikasjoner. Det endelige valget avhenger av spenning, kapasitet, lastprofil, miljøforhold og prosjektspesifikasjoner.

Transformator av tørr type vs. olje-nedsenket transformator

Ingen av teknologiene er automatisk bedre.

En transformator av tørr type er ofte et godt valg for innendørs elektriske rom, kommersielle anlegg, tunneler, sykehus og datasentre der brannsikkerhet og fravær av væskeisolasjon er viktig.

Olje-transformatorer er fortsatt mye brukt i utendørs transformatorstasjoner, kraftverk, verktøy og høy-overførings- og distribusjonssystemer. Transformatorolje gir både elektrisk isolasjon og effektiv varmeoverføring, noe som kan være en betydelig fordel for store krafttransformatorer.

Til slutt bør avgjørelsen være basert på hele prosjektet-ikke bare transformatortypen.

Standarder og produksjonskvalitet

En påliteligtørr type transformatoravhenger av mye mer enn isolasjonsmaterialet.

Kjernekonstruksjon, lederkvalitet, viklingsdesign, harpiksbehandling, mekanisk montering, kjøling og fabrikktesting påvirker alle transformatorytelse og levetid.

Avhengig av applikasjonen kan transformatorer av tørr type designes og testes ihtIEC 60076-11, sammen med gjeldende nasjonale standarder og prosjektspesifikasjoner.

Typiske fabrikktester kan omfatte viklingsmotstand, spenningsforhold, isolasjon, ingen-lasttap, lasttap, dielektrikum, temperaturøkning, lyd-nivå og delvis utladningstester der det er aktuelt.

For EPC-entreprenører og innkjøpsteam er det verdt å sammenligne mer enn pris og kVA-vurdering. To transformatorer med samme nominelle kapasitet kan ha svært forskjellige isolasjonssystemer, produksjonskvalitet, kjøleytelse og forventet levetid.

Konklusjon

Detørr type transformatorer en viktig løsning for moderne elektrisk distribusjon, spesielt der innendørs installasjon, brannsikkerhet, miljøvern og redusert oljerelatert-vedlikehold prioriteres.

Transformatorer av harpiks-type bruker teknologier som f.eksharpiksstøping, harpiksvikling og harpiksvakuumtrykkimpregnering. Polyarylamin isolerte transformatorerbruke avanserte polymermaterialer for spesialiserte isolasjonssystemer.SF₆gassisolerte transformatorergir sterk dielektrisk ytelse, men krever nøye gasshåndtering på grunn avSF₆drivhuseffekt. Kabel-type tørr-transformatorerbruk isolert kabelteknologi for mer spesialiserte viklingsapplikasjoner.

Den mest kompliserte teknologien er ikke alltid det beste valget. Noen ganger er en konvensjonell harpiksstøpt-transformator akkurat det et prosjekt trenger. I andre situasjoner kan et spesialisert isolasjons- eller viklingssystem passe bedre.

TilYawei Transformer, den praktiske tilnærmingen er å starte med det faktiske elektriske systemet og arbeidsmiljøet. Spenning, kapasitet, kjøling, isolasjon, installasjonsforhold og langsiktige-driftskrav må alle fungere sammen.

Det er det som gjør en tørr type transformator fra et produkt på et spesifikasjonsark til pålitelig utstyr som kan holde et elektrisk system i gang dag etter dag.

Ta kontakt nå