Что такое трансформатор сухого типа?

Трансформатор сухого типа — это стационарное полупроводниковое электрическое устройство, которое передает переменный ток между цепями посредством электромагнитной индукции без использования жидких охлаждающих жидкостей, таких как минеральное масло. Он полностью полагается на естественную конвекцию воздуха или принудительный поток воздуха вокруг медных или алюминиевых обмоток для рассеивания тепловой энергии, образующейся во время работы, обеспечивая превосходную пожаробезопасность, экологическую безопасность и минимальные требования к техническому обслуживанию.

Краткий обзор

Что такое трансформатор сухого типа?

Трансформатор сухого типа представляет собой статическое устройство преобразования электромагнитного напряжения, изготовленное из твердых диэлектрических изоляционных материалов, в котором сердечник и обмотки охлаждаются непосредственно воздухом, а не погружаются в легковоспламеняющиеся изолирующие жидкости.

По своей сути, Трансформатор сухого типа выполняет ту же электромагнитную функцию, что и масляный блок: повышает или понижает уровни напряжения в распределительных сетях в соответствии с требованиями оборудования. Однако фундаментальное инженерное расхождение заключается в диэлектрической изоляции и управлении температурой. Вместо того, чтобы полагаться на масла на основе углеводородов или жидкости на основе синтетических эфиров для поглощения тепла и предотвращения электрического замыкания, в агрегатах сухого типа используются высококачественные твердые материалы, такие как эпоксидная смола, арамидная бумага или высокотемпературный изоляционный лак, в сочетании со встроенными воздушными каналами.

С точки зрения проектирования конструкции трансформаторный блок состоит из сердечника из текстурированной кремниевой стали, первичной и вторичной обмотки, намотанной проводниками из меди или алюминия высокой чистоты, прочной межслойной изоляции и защитного стального корпуса, разработанного для определенных степеней защиты IP. Опираясь на 30-летний производственный опыт, современный дизайн исключает повышение внутреннего гидравлического давления, структурные расширительные баки масла, блоки радиаторов и сложные уплотнения, которые традиционно подвержены разрушению и утечкам с течением времени.

Поскольку эти устройства полностью исключают риск воспламенения жидкостей, они полностью соответствуют строгим строительным нормам, стандартам экологической безопасности и спецификациям внутренней электротехнической комнаты. Для тяжелых коммерческих и промышленных объектов, требующих локализованного понижения мощности, высококачественные трехфазные трансформаторы сухого типа обеспечивают компактное, автономное управление напряжением, которое можно безопасно разместить рядом с основными центрами нагрузки, не требуя внешних противопожарных хранилищ.

Стандартные технические параметры

• Диапазон мощности: от 30 до 31 500 кВА — удовлетворяет потребности в распределении электроэнергии в промышленных и коммерческих целях от низких до тяжелых.

• Класс высокого напряжения: 6,6 кВ и выше — соответствует распределительным сетям среднего и высокого напряжения.

• Векторные группы: Dyn11, Yyn0, Ynd11, Ynyn0, Yd11 — обеспечивает гибкое согласование фаз, поддержку заземления и подавление гармоник.

• Материал сердечника: холоднокатаная кремниевая сталь с ориентированной зернистой структурой (CRGO) — направляет магнитный поток с низкими потерями на гистерезис.

• Материал обмотки: электролитическая медь или высококачественный алюминий — эффективно проводит первичный и вторичный токи.

• Классы изоляции: класс F (стандарт), класс H (специальный запрос) — предотвращает межвитковый и фазный электрический пробой.

• Защита корпуса: IP20 (внутренний), IP23 (всепогодный, внутренний/наружный) — защищает компоненты, находящиеся под напряжением, от физического контакта и воздействия окружающей среды.

• Метод охлаждения: AN (Air Natural) / AF (Air Forced) — эффективно рассеивает тепло, выделяемое медью и сердечником.

Как работает трансформатор сухого типа?

Трансформатор сухого типа работает по принципу взаимной электромагнитной индукции, при котором переменный ток в первичной обмотке создает изменяющийся во времени магнитный поток в ламинированном железном сердечнике, который индуцирует пропорциональное вторичное напряжение.

Когда на первичную обмотку подается переменное напряжение, оно пропускает переменный ток через витки проводника. Этот ток создает динамическое магнитное поле внутри замкнутой магнитной цепи, образованной холоднокатаным сердечником из кремнистой стали с ориентированной зернистой структурой. Сердечник действует как путь с низким сопротивлением, направляя магнитный поток через свою структуру и эффективно связывая витки первичной обмотки с витками вторичной обмотки. Поскольку этот поток постоянно расширяется, сжимается и меняет полярность в гармонии с частотой источника, он индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) во вторичной обмотке в прямом соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея.

Соотношение между первичным и вторичным напряжениями строго определяется физическим соотношением витков первичной катушки относительно вторичной катушки. Точная конфигурация витков, основанная на 30-летнем инженерном опыте, гарантирует стабильное выходное напряжение в стандартных векторных группах, таких как Dyn11, Yyn0, Ynd11, Ynyn0 и Yd11.

Тепло, выделяемое в результате электрических потерь, должно постоянно отводиться, чтобы предотвратить тепловой пробой твердой диэлектрической изоляции. Воздушные каналы, встроенные непосредственно между первичным и вторичным слоями катушки, позволяют окружающему воздуху проходить над поверхностями обмотки посредством естественной тепловой конвекции (AN). Когда требуются более высокие номинальные характеристики непрерывной мощности, можно задействовать автоматические вентиляторы охлаждения (AF) для ускорения потока воздуха через основные каналы, что значительно увеличивает общую мощность рассеивания тепла.

Какие системы изоляции используются в трансформаторах сухого типа?

В трансформаторах сухого типа используются высокоэффективные системы твердой изоляции, отнесенные к признанным термическим классам, в частности к классу F и классу H , чтобы выдерживать постоянные повышенные рабочие температуры.

Поскольку в трансформаторах сухого типа отсутствует жидкая изолирующая среда, их надежность полностью зависит от качества и тепловых характеристик твердых изоляционных материалов. Основным стандартом изоляции для сухих трансформаторов промышленного класса является класс F , а класс H доступен для особых условий эксплуатации или высоких температур.

• Изоляция класса F (стандартные требования): рассчитана на допустимый максимальный предел рабочей температуры 105°C (предел повышения температуры 105K при стандартных условиях эксплуатации). Материалы класса F, в основном состоящие из эпоксидной смолы и высококачественных соединений стекловолокна, обеспечивают надежную механическую прочность и исключительное электрическое сопротивление для общепромышленного применения.

• Изоляция класса H (специальные требования): рассчитана на повышенный максимальный предел рабочей температуры 150°C (предел повышения температуры 150K при тяжелых рабочих циклах). Используя усовершенствованные арамидные нетканые листы и пропиточные материалы на основе силикона, системы класса H обеспечивают превосходный тепловой запас при высоких перегрузках, в местах с высокой температурой окружающей среды или в условиях сильных гармоник.

Обзор термической классификации

• Класс F (стандартное требование): Предел рабочей температуры: 105°C | Типичный состав: эпоксидная смола, предварительно пропитанное стекловолокно, композитные ламинаты.

• Класс H (специальные требования): Предел рабочей температуры: 150°C | Типичный состав: арамидная бумага (номекс), силиконовая смола, высокотемпературное конструкционное стекловолокно.

Каковы основные типы сухих трансформаторов?

Двумя доминирующими конструкциями промышленных трансформаторов сухого типа, изготовленными с использованием 30-летней проверенной технологии, являются трансформаторы сухого типа с литой смолой (CRT), которые герметизируют обмотки эпоксидной смолой, и трансформаторы с вакуумной пропиткой под давлением (VPI), в которых используется высокотемпературное проникновение изолирующего лака под давлением вакуума.

1. Трансформаторы сухого типа (ЭЛТ) с литой изоляцией

Трансформаторы с литой смолой оснащены высоковольтными первичными катушками, которые полностью герметизированы высококачественной эпоксидной смолой в условиях точного вакуума. Процесс литья обеспечивает полную физическую герметизацию без воздушных карманов и пустот, что приводит к высокой механической прочности на сдвиг и самозатухающим огнезащитным свойствам. Вторичные обмотки низкого напряжения обычно наматываются непрерывными проводниками из фольги и скрепляются, чтобы выдерживать серьезные термические и электромагнитные нагрузки при коротком замыкании.

Поскольку проводники полностью герметизированы внутри плотного, твердого барьера из эпоксидной смолы, атмосферная влага, химические пары, промышленная пыль и соляной туман не могут проникнуть в обмотку. Эта твердая герметизация обеспечивает исключительно низкий уровень частичных разрядов, исключая образование микродуги и обеспечивая безопасную работу в диапазоне мощностей от 30 кВА до 31 500 кВА при уровнях первичного напряжения 6,6 кВ и выше.

2. Трансформаторы с вакуумной пропиткой под давлением (VPI).

Трансформаторы с вакуумной пропиткой под давлением используют высокотемпературную арамидную бумажную изоляцию, расположенную между витками обмотки, которые затем помещаются в герметичный вакуумный сосуд под давлением. Судно подвергается циклу глубокого вакуумирования для удаления остаточной влаги и воздуха, после чего наносится высокотемпературный изоляционный лак для глубокого покрытия каждого слоя. Затем сборка подвергается термическому отверждению с образованием связного, влагостойкого структурного элемента, подходящего для хорошо вентилируемых распределительных сетей внутри помещений.

Какие преимущества имеют трансформаторы сухого типа?

• Высокая безопасность и нулевая пожароопасность: эпоксидная смола и твердые диэлектрические материалы являются огнестойкими и самозатухающими, что исключает риск взрыва.

• Экологичность: не содержит токсичных диэлектрических жидкостей и минеральных масел, что предотвращает загрязнение почвы и опасность утечки жидкости.

• Гибкая и экономичная установка: Может быть установлен непосредственно рядом с центрами нагрузки в помещении без необходимости использования специальных маслоуловителей или противопожарных перегородок.

• Низкие требования к техническому обслуживанию: исключает необходимость проверки масла, очистки и замены прокладок, требуется только базовая периодическая проверка на наличие пыли и проверки затяжки.

• Широкие возможности мощности и напряжения: стандартизированные варианты мощности от 30 кВА до 31 500 кВА с возможностью высокого напряжения 6,6 кВ и выше, с поддержкой векторных групп, включая Dyn11, Yyn0, Ynd11, Ynyn0 и Yd11.

Где обычно используются трансформаторы сухого типа?

Используя 30-летний промышленный опыт, сухие трансформаторы широко используются в средах, где безопасность человека, противопожарная безопасность и защита окружающей среды имеют первостепенное значение:

• Высотные коммерческие центры, больницы и здания общественной инфраструктуры.

• Станции метро, ​​подземные коммуникации и терминалы аэропортов.

• Подводные морские платформы, морские ветряные электростанции и судостроительные проекты.

• Химические заводы, сталелитейные заводы и системы распределения тяжелой промышленности.