Jaký je rozdíl mezi transformátory suchého typu a transformátory ponořené do oleje? Jak si vybrat?

Transformátory jsou běžná a kritická zařízení v energetických systémech, která se používají ke změně velikosti střídavého napětí pro přenos a distribuci elektrické energie při přenosu, distribuci a dalších aplikacích. Suché transformátory a transformátory ponořené do oleje jsou dva převládající typy, které vykazují významné rozdíly v izolačních médiích, metodách rozptylu tepla a přizpůsobivosti prostředí. Tento článek zkoumá rozdíly mezi transformátory suchého typu a transformátory ponořené do oleje a poskytuje doporučení pro výběr vhodného typu transformátoru.

Nejvýznamnější rozdíl mezi transformátory ponořenými do oleje a transformátory suchého typu spočívá v přítomnosti nebo nepřítomnosti „oleje“. Protože olej je kapalina s tekutostí, transformátory ponořené do oleje mají nutně kryt. Uvnitř tohoto krytu je transformátorový olej, který ponořuje vinutí transformátoru a činí je zvenčí neviditelnými. Suché transformátory bez oleje nevyžadují kryt, což umožňuje přímou viditelnost vinutí transformátoru. Další charakteristikou je olejová nádrž na olejových transformátorech, ve které je uložen transformátorový olej. Novější transformátory ponořené do oleje však nemusí obsahovat nádrž na olej.

Oba jsou výkonové transformátory s železným jádrem pro magnetický obvod a vinutími pro elektrický obvod. Primární rozdíl spočívá v provedení „ponořené do oleje“ a „suchého typu“. Konkrétně se liší jejich chladicí média: první používá transformátorový olej (nebo jiné oleje jako β olej) pro chlazení i izolaci, zatímco druhý používá jako chladicí médium vzduch nebo plyny jako SF6. Transformátory ponořené do oleje ponoří sestavu jádra a vinutí do olejové nádrže naplněné transformátorovým olejem. Suché transformátory typicky zapouzdřují jádro a vinutí epoxidovou pryskyřicí; Běžněji používaný nezapouzdřený typ nyní využívá speciální izolační papír impregnovaný speciálním lakem, aby se zabránilo pronikání vlhkosti do vinutí nebo jádra.

Transformátory ponořené do oleje mají vnější radiátory navržené tak, aby usnadňovaly odvod tepla – konkrétně cirkulaci vnitřního izolačního oleje – fungující jako chladiče. Suché transformátory takové radiátory postrádají a místo toho se při chlazení spoléhají na ventilátory pod cívkami transformátoru.

Olejové transformátory se kvůli požadavkům na požární bezpečnost obvykle instalují ve vyhrazených transformátorových místnostech nebo venku. Suché transformátory se však vždy instalují uvnitř, obvykle v rozvodnách.

Pokud jde o objem výroby a použití, suché transformátory v současné době dosahují pouze jmenovitého napětí 35 kV a mají relativně menší kapacitu ve srovnání s typy ponořenými v oleji, typicky do asi 2500 kVA. Kromě toho je výrobní proces pro suché transformátory složitější než u olejových transformátorů stejného jmenovitého napětí a kapacity, což vede k vyšším nákladům. Proto v současných aplikacích stále převládají olejové transformátory. Transformátory suchého typu se však často používají ve vysoce náročných vnitřních napájecích a distribučních místech – jako jsou hotely, kancelářské budovy a výškové stavby – kvůli jejich výhodám pro životní prostředí, vlastnostem zpomalujícím hoření a odolnosti proti nárazu.

Je zřejmé, že transformátory suchého typu i transformátory plněné olejem mají zřetelné výhody a nevýhody. Olejem plněné transformátory nabízejí nižší náklady a snadnější údržbu, ale jsou hořlavé a výbušné. Suché transformátory s vynikající požární odolností mohou být instalovány na těžiště, aby se minimalizoval pokles napětí a ztráty energie. Jsou však dražší, objemnější, méně odolné proti vlhkosti a prachu a produkují vyšší hladinu hluku.

Dále shrňme výše uvedené rozdíly do následujících sedmi bodů:

1. Vzhled

Různé formy zapouzdření: Transformátory suchého typu odhalují jádro a vinutí, zatímco transformátory ponořené v oleji odhalují pouze vnější plášť.

2. Konfigurace svodu

Transformátory suchého typu používají převážně pouzdra ze silikonové pryže, zatímco transformátory ponořené v oleji většinou používají pouzdra porcelánová;

3. Kapacita a napětí

Transformátory suchého typu jsou obecně vhodné pro distribuční aplikace, typicky s kapacitou pod 2000 kVA a napětím 10 kV nebo nižším, i když některé mohou dosáhnout napěťových úrovní 35 kV. Olejové transformátory však mohou dosáhnout libovolné požadované kapacity a pokrýt všechny napěťové úrovně; Čínská přenosová vedení 1000 kV v současné době ve výstavbě ultravysokého napětí používají výhradně transformátory ponořené do oleje.

4. Rozdíly v izolaci a rozptylu tepla

Transformátory suchého typu obvykle využívají pryskyřičnou izolaci a spoléhají na přirozené chlazení vzduchem s většími kapacitami doplněnými nuceným chlazením vzduchem. Transformátory ponořené do oleje však používají pro elektrickou izolaci izolační olej. Teplo generované vinutími je přenášeno cirkulujícím izolačním olejem v transformátoru do žeber chladiče, kde se rozptyluje.

5. Aplikační prostředí

Suché transformátory se používají převážně v místech vyžadujících „ohnivzdornost a ochranu proti výbuchu“, díky čemuž jsou vhodné pro velké budovy a výškové stavby. U transformátorů ponořených do oleje však v případě poruchy může dojít k rozstřiku nebo úniku oleje, což může způsobit požár. V důsledku toho jsou primárně rozmístěny venku, kde jsou místa vybavena vykopanými „naftovými jámami po nehodě“.

6. Různé nosnosti

Transformátory suchého typu by měly obecně pracovat při jmenovité kapacitě, zatímco transformátory ponořené do oleje vykazují vynikající schopnost přetížení.

7. Různé nákladové struktury

U transformátorů s ekvivalentní kapacitou vyžadují jednotky suchého typu výrazně vyšší nákupní ceny než protějšky ponořené v oleji.

Jak si vybrat

1. Bezpečnostní hlediska: Pokud je požadována vyšší bezpečnost a požární odolnost, zvolte suché transformátory, protože neobsahují hořlavý izolační olej.

2. Požadavky na napájení: Pro vysoce výkonné transformátory jsou obvykle vhodnější transformátory v olejové lázni kvůli jejich vynikajícím schopnostem odvádět teplo.

3. Omezení prostředí: Zvažte charakteristiky provozního prostředí transformátoru a vyberte vhodný typ transformátoru pro toto nastavení.

4. Náklady na údržbu: Transformátory plněné olejem obecně vyžadují pravidelné kontroly a údržbu kvality izolačního oleje, zatímco transformátory suchého typu mají relativně nižší náklady na údržbu.

Transformátory suchého typu a transformátory plněné olejem vykazují zřetelné rozdíly v izolačních médiích, metodách rozptylu tepla a přizpůsobivosti prostředí. Výběr vhodného typu transformátoru závisí na konkrétních požadavcích aplikace a podmínkách prostředí. Při formulování strategií výběru transformátoru je třeba komplexně zvážit faktory, jako je bezpečnost, požadavky na napájení, environmentální omezení a náklady na údržbu. Pro kritická zařízení a místa s vysokými požadavky na bezpečnost, jako jsou nemocnice a školy, se pro maximalizaci bezpečnosti obvykle upřednostňují suché transformátory. Naopak ve velkých průmyslových komplexech a energetických systémech vyžadujících vysoce výkonné transformátory jsou často vhodnější transformátory ponořené do oleje kvůli jejich vynikajícím schopnostem odvádět teplo a schopnosti odolávat drsným podmínkám prostředí.