Quruq turdagi va suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar: keng qamrovli taqqoslash

Quruq turdagi transformatorlar va suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar o'rtasidagi asosiy muhandislik farqi ularning dielektrik izolyatsiyasi va sovutish muhitida yotadi: quruq turdagi transformatorlar qattiq muhit havosi, quyma qatronlar yoki vakuum bosimi bilan singdirilgan (VPI) lak tizimlaridan foydalanadi, bu ularni yong'inga qarshi, ifloslantirmaydi va ichki yoki atrof-muhitga sezgir bo'lgan suyuqliklarni o'rnatish uchun mos keladi. Yuqori issiqlik tarqalishi va dielektrik quvvati uchun yog 'yoki sintetik ester suyuqliklari, bu ularni yuqori voltli tashqi podstansiyalar, og'ir sanoat yuklari va iqtisodiy jihatdan samarali ommaviy quvvat taqsimoti uchun ideal qiladi.

Bir qarashda: Xulosa jadvali

Asosiy farq: izolyatsiya va sovutish vositasi

Quruq turdagi transformatorlar va suyuqlik bilan to'ldirilgan birliklar o'rtasidagi asosiy muhandislik farqi butunlay ularning dielektrik izolyatsiyasi va sovutish muhitining kimyoviy holati va termodinamik harakatidadir, bu erda quruq turdagi transformatorlar qattiq qatron yoki lak qoplamasi bilan birgalikda atmosfera havosi aylanishiga tayanadi, suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar esa aylanma energiyadan foydalanadilar.

Elektr izolyatsiyasi nuqtai nazaridan, dielektrik quvvat elektr uzilishidan oldin material bardosh bera oladigan maksimal elektr maydonini belgilaydi. Qayta qilingan mineral moy yoki sintetik ester birikmalari kabi suyuq dielektrik suyuqliklar atrof-muhit havosiga nisbatan ancha yuqori dielektrik parchalanish kuchlanishiga ega (odatda standart bo'shliq bo'ylab 40 kV dan 60 kV gacha). Ushbu yuqori dielektrik ko'rsatkich suyuqlik bilan to'ldirilgan birliklarga birlamchi o'rashlar, ikkilamchi o'rashlar va tuproqli yadro po'latlari orasidagi qattiq jismoniy bo'shliqlarni saqlashga imkon beradi, bu esa ultra yuqori kuchlanishli ilovalar uchun (110 kV, 220 kV va undan yuqori) juda ixcham yadro va bobin geometriyasiga olib keladi. Aksincha, quruq turdagi transformatorlar qattiq dielektrik materiallarga (masalan, shisha tolali epoksi qatroni yoki yuqori haroratli Nomex qog'oziga) bog'liq bo'lib, ular havo bo'shliqlari bilan to'ldiriladi, bu esa ekvivalent impulsga chidamlilik ko'rsatkichlariga (BIL) erishish uchun kengroq jismoniy masofani talab qiladi.

Termodinamik jihatdan transformatorlarda issiqlik tarqalishi konveksiya, o'tkazuvchanlik va nurlanish bilan boshqariladi. Suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar tabiiy termosifon suyuqlik dinamikasi yoki suyuqlikning majburiy aylanishi (ONAN, ONAF, OFAF sovutish rejimlari) dan foydalanadi. Mis yoki alyuminiy sariqlarda hosil bo'lgan issiqlik to'g'ridan-to'g'ri atrofdagi suyuqlikka o'tadi, u issiqlik atrof-muhit havosiga tarqaladigan radiator banklari orqali yuqoriga aylanadi. Bundan farqli o'laroq, quruq turdagi transformatorlar o'rash tuzilmalariga quyilgan ichki sovutish kanallari orqali yo'naltirilgan tabiiy havo konvektsiyasi (AN) yoki majburiy havo puflagichlaridan (AF) foydalanadi. Havo transformator moyiga qaraganda ancha past hajmli issiqlik sig'imi va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lganligi sababli, quruq turdagi transformatorlar yuqori ichki harorat ko'tarilishida ishlaydi, bu F sinfiga (105 ° C harorat ko'tarilishi) yoki H sinfiga (150 ° C haroratning ko'tarilishi, maxsus talablar uchun mavjud) ish chegaralari uchun mo'ljallangan maxsus yuqori haroratli o'rash izolyatsiya tizimlarini talab qiladi.

Bundan tashqari, magnit oqim zichligi va yadro dizayni ushbu ikki topologiyada turlicha optimallashtirilgan. Suyuq sovutish yadro po'lati bo'ylab past ish haroratini saqlab qolganligi sababli, suyuqlik bilan to'ldirilgan birliklarda silikon po'latdan yasalgan qatlamlar pastroq histerezis va bir kilogramm boshiga oqim yo'qotishlarini boshdan kechiradi. Quruq turdagi transformatorlar magnit to'yinganlik chegaralarini yuqori termal muvozanat holatlariga nisbatan muvozanatlashi kerak. Quvvatni taqsimlash tizimlarini belgilashda muhandislar izolyatsiya klassi reytinglari, atrof-muhitni pasaytirish omillari va sovutish kanali geometriyalari talab qilinadigan tijorat va sanoat tarmoqlari muhitida uzoq muddatli operatsion ishonchlilikka qanday ta'sir qilishini baholashlari kerak.

Asosiy tuzilmaviy taqqoslash jadvali

Ishlash printsipi tushunchalari: Qattiq dielektrik izolyatsiyasining ishlash barqarorligi epoksi qatroni ichidagi mikroskopik bo'shliqlar ichida qisman tushirishni (PD) minimallashtirishga bog'liq. Vakuumli quyish jarayonida suyuq epoksi qatroni havo pufakchalarini butunlay yo'q qilish uchun yuqori vakuum bosimi ostida AOK qilinadi, bu qisman tushirish darajalarining 1,2 marta nominal nominal kuchlanishda qattiq texnik standartlarda (odatda 10 pikokulomdan past) qolishini ta'minlaydi.

Quruq turdagi transformatorlar

Quruq turdagi transformatorlar statik elektromagnit qurilmalar bo'lib, ular suyuq dielektrik yonuvchi moddalardan foydalanmasdan zanjirlar o'rtasida o'zgaruvchan elektr energiyasini uzatish uchun qattiq izolyatsiya tizimlari va atrof-muhit havosi konvektsiyasidan foydalanadi, bu ularni yopiq, yuqori zichlikli va atrof-muhit tomonidan boshqariladigan quvvat taqsimlash ilovalari uchun asosiy tanlov qiladi.

Quruq turdagi transformatorlar toifasida ikkita ustun dizayn texnologiyasi mavjud: vakuum bosimi bilan singdirilgan (VPI) birliklari va quyma qatronli quruq turdagi transformatorlar (CRT). VPI transformatorlari o'rashlarni o'rab turgan ko'p qatlamli lenta va Nomex izolyatsiyasiga kirish uchun o'zgaruvchan vakuum va bosim davrlarida qo'llaniladigan yuqori haroratli polyester yoki silikon lakdan foydalanadi. Emprenyedan ​​so'ng, yadro va rulonli yig'ish pechda qattiq, namlikka chidamli va mexanik stressga chidamli matritsa hosil qilib, termal ishlov beradi. Boshqa tomondan, CRT qurilmalari vakuumli quyma qoliplari ichida silika kukunli plomba bilan aralashtirilgan epoksi qatroniga to'liq o'ralgan yuqori voltli o'rashlarga ega. Ushbu qattiq quyma konvert tajovuzkor atmosfera ifloslantiruvchi moddalar, kimyoviy bug'lar, yuqori namlik va havodagi zarrachalardan mutlaq himoyani ta'minlaydi, energiyasiz davrlarda namlikni yutish xavfini samarali ravishda yo'q qiladi.

Quruq turdagi transformatorlar uchun mexanik dizayn masalalari korpusni himoya qilish sinflari (standart IP00 ochiq ramkali qurilmalardan toza kommutator shkaflari ichiga o'rnatish uchun, IP23 yoki IP31 ventilyatsiya qilingan umumiy yopiq zavod pollari uchun himoya korpuslarigacha) atrofida. Yuqori darajada ixtisoslashgan sanoat muhitida havo-suv yoki havo-havo issiqlik almashinuvchilari bilan jihozlangan IP54 ventilyatsiyasi bo'lmagan korpuslar o'rnatiladi. O'rash o'tkazgichlari odatda yuqori sifatli elektrolitik mis yoki elektr alyuminiy lenta folgasidan tayyorlanadi. Ko'pincha etkazib beriladigan vektor guruhlari Dyn11, Yyn0, Ynd11, Ynyn0 va Yd11 ni o'z ichiga oladi, bu turli tizimni topraklama va fazalarni almashtirish talablariga javob beradi.

Operatsion nuqtai nazardan, zamonaviy sanoat qurilmalari past kuchlanishli motorlarni boshqarish markazlari, tijorat HVAC tarmoqlari va sezgir AT-server infratuzilmalarini to'g'ridan-to'g'ri yuk markazida oziqlantirish uchun tez-tez ixtisoslashtirilgan pastga tushirish taqsimlash birliklarini birlashtiradi. Uzoq past kuchlanishli kabellarni yo'q qilish $I ^ 2R$ mis liniyasi yo'qotishlarini sezilarli darajada kamaytiradi, kuchlanishni tartibga solishni yaxshilaydi va savdo va sanoat ob'ektlari ichidagi umumiy tizimli elektr samaradorligini oshiradi.

Quruq turdagi texnik xususiyatlar

Texnik xizmat ko'rsatish bo'yicha maslahat: Quruq turdagi qurilmalar suyuq qurilmalarga qaraganda ancha kamroq texnik xizmat ko'rsatishni talab qilsa-da, yillik tekshiruv mikro-ohmmetrli o'rash qarshiligini tekshirishni, 2,5 kV DCda megohmmetr izolatsiyasi qarshiligini (IR) sinovini va majburiy havo shamollatish fanining termistor kontrollerlarini (PT100 to'g'ridan-to'g'ri shamolga o'rnatilgan datchiklar) qattiq tekshirishni o'z ichiga olishi kerak.

Suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar

Suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar o'rta va yuqori kuchlanishli elektr tarmoqlarida yuqori issiqlik sovutish quvvati va yuqori dielektrik kuchini ta'minlash uchun suyuqlik dinamikasidan foydalangan holda, dielektrik suyuqlik bilan to'ldirilgan muhrlangan yoki konservator bilan jihozlangan tankga yadro va o'rash agregatlarini botiradigan og'ir elektromagnit quvvat bloklari.

Suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorning strukturaviy anatomiyasi tashqi sovutish radiatorlari, yuqori o'tkazuvchanlik donaga yo'naltirilgan kremniy po'latdan (CRGO) yasalgan magnit yadroli laminatsiya va tsellyuloza qog'ozli izolyatsiyalangan mis yoki alyuminiy o'rash bilan jihozlangan germetik muhrlangan po'lat idishga qaratilgan. Dielektrik suyuqlik ikki tomonlama maqsadga xizmat qiladi: u yuqori voltli o'tkazgichlar va tuproqli po'lat idish o'rtasida asosiy elektr izolyatsiyasi to'sig'i vazifasini bajaradi va u dinamik issiqlik uzatish suyuqligi sifatida xizmat qiladi. Elektr bilan ishlash jarayonida issiqlik hosil bo'lganda, konveksiya oqimlari iliq suyuqlikni yuqoriga qarab tankning yuqori qismiga olib boradi va u gofrirovka qilingan fin devorlari yoki tashqi radiator banklariga kiradi. Sovutish fanatlari yoki majburiy suyuqlik nasoslari eng yuqori yuk sharoitida issiqlik tarqalish qobiliyatini oshirish uchun termostatik tarzda ulanishi mumkin.

Suyuqlik bilan to'ldirilgan konstruktsiyalar odatda ikkita asosiy mexanik konfiguratsiyaga bo'linadi: germetik yopilgan egiluvchan gofrirovka qilingan tank birliklari va rezina havo xujayrasi pufaklari bilan jihozlangan konservator tank birliklari. Germetik muhrlangan transformatorlar ichki dielektrik suyuqlik va atrof-muhit kislorodi / namligi o'rtasidagi aloqani yo'q qiladi, suyuqlikning oksidlanishini, loy hosil bo'lishini va namlikdan kelib chiqqan dielektrik degradatsiyasini butunlay oldini oladi. Odatda yirik kommunal podstansiyalar va og'ir sanoat ob'ektlari uchun mo'ljallangan konservator konstruktsiyalari atmosfera ifloslanishini oldini olish uchun qurituvchi silikagel nafas oluvchilar yoki muhrlangan kauchuk membranalardan foydalangan holda yuqori rezervuar orqali suyuqlikning kengayishi va qisqarishini ta'minlaydi.

Issiqlik, samaradorlik va shovqin ishlashi

Issiqlik dinamikasi transformatorning yuklanishi, atrof-muhitning ishlashi va ortiqcha yuk bardoshliklari uchun chegara chegaralarini belgilaydi. Quruq turdagi transformatorlar yuqori issiqlik muvozanat nuqtalarida ishlaydi. Standart quruq turdagi bloklar F sinfidagi izolyatsiya tizimlaridan foydalanadi, ular haroratning maksimal 105 ° C ga ko'tarilishi uchun 40 ° C atrofida. Jiddiy ish davrlari, yuqori atrof-muhit harorati yoki maxsus maxsus talablar uchun 150 ° C harorat ko'tarilishi uchun mo'ljallangan H sinfidagi izolyatsiya tizimlari ko'rsatilgan. Bundan farqli o'laroq, suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar qattiq suyuqlik termal cheklovlari ostida ishlaydi, odatda A sinfidagi termal chegaralar (65 ° C o'rash haroratining ko'tarilishi va 60 ° C yuqori yog'ning atrof-muhitdan ko'tarilishi) bilan boshqariladi.

Quruq turdagi va suyuqlik bilan to'ldirilgan arxitekturalar o'rtasidagi samaradorlik profillari turli xil yuk omillari bo'yicha alohida xususiyatlarni namoyish etadi. Suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar odatda qattiqroq o'rash geometriyasi va yaxshilangan suyuqlik issiqlik tarqalishi tufayli yuqori yuklash sharoitida kamroq yuksiz (yadro) yo'qotishlarga va yuk (mis) yo'qotishlariga erishadilar. Shunday qilib, suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar odatda uzluksiz, to'liq yuklangan kommunal dasturlarda yuqori energiya samaradorligini ta'minlaydi. Biroq, yuqori sifatli CRGO yadroli po'lat yoki amorf metall yadrolari bilan ishlab chiqilgan zamonaviy quyma qatronli quruq turdagi transformatorlar tijorat binolari va engil sanoat operatsiyalariga xos bo'lgan qisman yuklash sharoitida juda raqobatbardosh samaradorlik rejimini taqdim etadi.

Akustik shovqin ishlashi shahar va ichki muhitdagi yana bir muhim farqdir. Quruq turdagi transformatorlar akustik tovush darajasini birinchi navbatda yadro magnitostriktsiyasi va sovutish fanining havo oqimi orqali hosil qiladi. Havo dielektrik moyga qaraganda kamroq zichroq akustik damping muhiti bo'lganligi sababli, quruq turdagi qurilmalar tabiiy ravishda yuqori ovoz bosimi darajasini (dBA) namoyish etadi. Ishg'ol qilingan ofis xonalari yoki shifoxona bo'limlari yaqinida quruq turdagi qurilmalarni o'rnatishda shahar ichidagi shovqin qoidalariga qat'iy rioya qilish uchun ovozni pasaytirish uchun korpuslar, tebranishga qarshi asosiy yostiqchalar va past tezlikdagi akustik fan moslamalari joylashtiriladi.

O'rnatish va saytni hisobga olish

Quruq turdagi va suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar uchun uchastka muhandislik talablari yong'in xavfsizligi qoidalariga rioya qilish, atrof-muhitni muhofaza qilish va qurilish ishlarining jismoniy cheklovlari bilan belgilanadi.

Quruq turdagi transformatorlar tijorat tuzilmalari, ko'p qavatli binolar, er osti inshootlari va sanoat zavodlari pollari ichida tengsiz o'rnatish moslashuvchanligini ta'minlaydi. Qattiq epoksi qatronli kapsülleme o'z-o'zidan o'chadigan, olovga chidamli va yonuvchi suyuqliklardan butunlay xoli bo'lganligi sababli, quruq turdagi birliklar maxsus tashqi yong'inga qarshi to'siq devorlari, portlashga chidamli omborlar yoki to'fonni avtomatik o'chirish tizimlariga bo'lgan talabni yo'q qiladi. Bundan tashqari, quruq turdagi bloklar neftni saqlash chuqurlari, suv havzalari yoki yog'-suv ajratgichlarini talab qilmaydi, bu esa qurilish xarajatlarini va ichki makon talablarini sezilarli darajada kamaytiradi.

Suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar ekvivalent yuqori quvvat ko'rsatkichlari uchun tizimli ravishda ixcham bo'lsa-da, keng qurilish muhandislik himoyasini talab qiladi. O'rnatish bo'yicha ko'rsatmalar transformator suyuqligi hajmining 100% va tashqi podstansiyalarda yog'ingarchilik miqdorini ushlay oladigan suyuqlikni saqlash havzalarini talab qiladi. Bino ichida yoki birlamchi qurilish konstruksiyalari yoniga joylashtirilganda suyuqlik bilan to‘ldirilgan qurilmalar avtomatik yong‘inga qarshi eshiklar, portlatish devorlari va er osti suvlari va tuproq ifloslanishining oldini olish uchun maxsus drenaj tizimlari bilan jihozlangan maxsus yong‘inga chidamli omborlarda ajratilishi kerak.

Xizmat ko'rsatish, ishonchlilik va 30 yillik umr ko'rish profili

Uzoq muddatli operatsion xarajatlarni baholashda sanoat zavodining muhandislari ham muntazam texnik xizmat ko'rsatish talablarini, ham uskunaning umumiy ishonchliligini hisobga olishlari kerak. 30 yildan ortiq sanoat tajribasidan foydalangan holda, ishlab chiqaruvchilar quruq turdagi transformatorlarni loyihalashning 30 yillik umri davomida minimal texnik aralashuvlar bilan ajoyib operatsion ishonchlilikni taklif qilish uchun ishlab chiqaradilar.

Quruq turdagi transformatorlar suyuqlik izolatsiyasini butunlay yo'q qilganligi sababli ular muntazam suyuqlik namunalarini olish, erigan gaz tahlili (DGA), suyuqlik filtrlash yoki saqlash chuquriga texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmaydi. Quruq turdagi birliklar uchun muntazam tekshiruvlar, birinchi navbatda, davriy vizual tekshirishlarga, havo shamollatish kanallaridagi chang to'planishini tozalashga, terminal ulanishlarini tekshirish momentiga va haroratni nazorat qilish moslamasining ishlashini tekshirishga (masalan, PT100 termistor sxemalari) qaratilgan. 30 yillik hayot tsikli xarajatlari modelida quruq turdagi transformatorlar uchun umumiy egalik qiymati (TCO) ichki muhitda ancha past bo'ladi, chunki kamroq muntazam texnik xizmat ko'rsatish, minimal ishlamay qolish va suyuqlikning to'kilishini bartaraf etish xavfi nolga teng.

Aksincha, suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar xizmat muddati davomida qat'iy profilaktik xizmat ko'rsatish protokollarini talab qiladi. Boshlang'ich termal yoki elektr nosozliklarini aniqlash uchun dielektrik parchalanish kuchlanishini, namlik miqdorini, neytrallash sonini va erigan gaz kontsentratsiyasini (DGA) baholash uchun muntazam suyuqlik namunalarini olish majburiydir. Radiator qanotlari, qistirmalari, qistirmalari va konservator nafas oluvchilari yog 'oqishi va atrof-muhit ifloslanishining oldini olish uchun muntazam tekshiruvni talab qiladi.

Xavfsizlik va atrof-muhitni muhofaza qilish masalalari

Xavfsizlik va ekologik barqarorlik zamonaviy energiya taqsimlash tizimini loyihalashda markaziy mezondir.

Quruq turdagi transformatorlar yong'in xavfsizligining eng yuqori standartini ifodalaydi (IEC standartlari bo'yicha F1 yong'indan omon qolish darajasi). Ular tashqi yong'in ta'sirida arzimas zaharli tutun emissiyasini ishlab chiqaradi va tuproq yoki er osti suv resurslariga nol xavf tug'diradi. Ishlash muddati tugagandan so'ng, quyma qatronlar va metall komponentlar barqaror korporativ ekologik maqsadlarni qo'llab-quvvatlab, toza tarzda ajratilishi va qayta ishlanishi mumkin.

An'anaviy mineral moydan foydalanadigan suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar uglevodorod suyuqliklarining yonuvchanligi tufayli o'ziga xos yong'in xavfini keltirib chiqaradi (o't o'chirish nuqtasi odatda ~140 ° C dan 150 ° C gacha). Tank ichidagi kuchli yoy xatosi yog'ni bug'lashi mumkin, bu esa tankning haddan tashqari bosimiga, halokatli yorilishiga va kuchli hovuz yong'inlariga olib keladi. Suyuqlikni sovutish afzalliklarini saqlab turganda yong'in xavfini kamaytirish uchun zamonaviy texnik xususiyatlar sintetik efir yoki tabiiy efir suyuqliklarini talab qiladi. Ester suyuqliklari yuqori olov nuqtalariga ega (>300 ° C, K sinfi) va osonlik bilan biologik parchalanadi, bu nozik suv havzalari va qishloq xo'jaligi zonalarida atrof-muhitga to'kilish majburiyatlarini sezilarli darajada kamaytiradi.

Ilovaga asoslangan tanlov

Quruq va suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar o'rtasida tanlov sayt cheklovlari, atrof-muhit sezgirligi, kuchlanish darajasi va operatsion rejimlarga bog'liq:

• Quruq turdagi transformatorlar yong'in xavfsizligi, atrof-muhit tozaligi va past texnik xizmat ko'rsatish muhim ahamiyatga ega bo'lgan yopiq savdo majmualari, shifoxonalar, ma'lumotlar markazlari, er osti temir yo'l tranzit tizimlari, offshor shamol platformalari, kimyo zavodlari va yuqori zichlikdagi sanoat ob'ektlari uchun optimal tanlovdir.

• Suyuqlik bilan to'ldirilgan transformatorlar tashqi kommunal podstansiyalar, qo'shimcha yuqori kuchlanishli uzatish tarmoqlari, og'ir sanoat uzluksiz texnologik stansiyalar, qayta tiklanadigan energiya quyosh fermalari va yuqori issiqlik quvvati, yuqori impulslarga chidamlilik ko'rsatkichlari (BIL) va ob-havoga chidamlilik talab qilinadigan tashqi ommaviy elektr energiyasini taqsimlash tarmoqlari uchun eng yaxshi tanlov bo'lib qolmoqda.