Каква е разликата между сухи трансформатори и маслени трансформатори? Как да изберем?

Трансформаторите са обичайно и критично оборудване в енергийните системи, използвани за промяна на величината на променливото напрежение за пренос и разпределение на електрическа енергия при пренос, разпределение и други приложения на електроенергия. Сухите трансформатори и маслените трансформатори са два преобладаващи типа, които показват значителни разлики в изолационните среди, методите за разсейване на топлината и адаптивността към околната среда. Тази статия изследва разликите между сухи и маслени трансформатори и предоставя препоръки за избор на подходящ тип трансформатор.

Най-съществената разлика между потопените в масло и сухите трансформатори се крие в наличието или отсъствието на "масло". Тъй като маслото е течност с течливост, потопените в масло трансформатори задължително имат корпус. Вътре в това заграждение има трансформаторно масло, което потапя намотките на трансформатора, правейки ги невидими отвън. Сухите трансформатори без масло не изискват корпус, което позволява директна видимост на намотките на трансформатора. Друга характеристика е резервоарът за масло на потопени в масло трансформатори, който съхранява трансформаторно масло. По-новите потопени в масло трансформатори обаче може да не включват резервоар за масло.

И двата са силови трансформатори, включващи желязна сърцевина за магнитната верига и намотки за електрическата верига. Основното разграничение е в дизайна „потопен в масло“ срещу „сух тип“. По-конкретно, техните охлаждащи среди се различават: първото използва трансформаторно масло (или други масла като β масло) както за охлаждане, така и за изолация, докато второто използва въздух или газове като SF6 като охлаждаща среда. Маслените трансформатори потапят модула от сърцевина и намотка в маслен резервоар, пълен с трансформаторно масло. Сухите трансформатори обикновено капсулират сърцевината и намотките с епоксидна смола; По-често използваният некапсулиран тип сега използва специална изолационна хартия, импрегнирана със специален лак, за да се предотврати навлизането на влага в намотките или сърцевината.

Маслените трансформатори разполагат с външни радиатори, предназначени да улеснят разсейването на топлината - по-специално циркулацията на вътрешното изолационно масло - функциониращи като радиатори. При сухите трансформатори липсват такива радиатори, като вместо това разчитат на вентилатори под намотките на трансформатора за охлаждане.

Потопените в масло трансформатори, поради изискванията за пожарна безопасност, обикновено се инсталират в специални трансформаторни помещения или на открито. Сухите трансформатори обаче винаги се инсталират на закрито, обикновено в разпределителни помещения.

По отношение на производствения обем и употреба, сухите трансформатори понастоящем достигат само номинално напрежение от 35 kV и имат относително по-малък капацитет в сравнение с потопените в масло типове, обикновено до около 2500 kVA. Освен това, производственият процес за сухи трансформатори е по-сложен от този за маслени трансформатори със същото напрежение и капацитет, което води до по-високи разходи. Следователно маслените трансформатори остават по-разпространени в настоящите приложения. Сухите трансформатори обаче често се използват в места за захранване и разпределение на закрито с голямо търсене - като хотели, офис сгради и високи конструкции - поради техните ползи за околната среда, свойства за забавяне на горенето и устойчивост на удар.

Ясно е, че както сухите, така и маслените трансформатори имат различни предимства и недостатъци. Маслените трансформатори предлагат по-ниски разходи и по-лесна поддръжка, но са запалими и експлозивни. Сухите трансформатори, с тяхната отлична огнеустойчивост, могат да бъдат инсталирани в центровете на натоварване, за да се минимизира падането на напрежението и загубата на енергия. Те обаче са по-скъпи, по-обемисти, по-малко устойчиви на влага и прах и произвеждат по-високи нива на шум.

След това нека обобщим разликите, споменати по-горе, в следните седем точки:

1. Външен вид

Различни форми на капсулиране: Сухите трансформатори разкриват ядрото и намотките, докато потопените в масло трансформатори разкриват само външния корпус.

2. Конфигурация на потенциален клиент

Сухите трансформатори използват предимно силиконови гумени втулки, докато потопените в масло трансформатори използват предимно порцеланови втулки;

3. Капацитет и напрежение

Сухите трансформатори обикновено са подходящи за разпределителни приложения, обикновено с капацитет под 2000 kVA и напрежение при или под 10 kV, въпреки че някои могат да достигнат нива на напрежение от 35 kV. Маслените трансформатори обаче могат да постигнат всякакъв необходим капацитет и да покрият всички нива на напрежение; Изграждащите се понастоящем ултрависоко напрежение 1000kV далекопроводи в Китай използват изключително потопени в масло трансформатори.

4. Разлики в изолацията и разсейването на топлината

Сухите трансформатори обикновено използват изолация от смола и разчитат на естествено въздушно охлаждане, с по-големи мощности, допълнени от принудително въздушно охлаждане. Маслените трансформатори обаче използват изолационно масло за електрическа изолация. Топлината, генерирана от намотките, се прехвърля чрез циркулиращо изолационно масло в трансформатора към ребрата на радиатора за разсейване.

5. Приложни среди

Сухите трансформатори се използват предимно на места, изискващи „пожароустойчивост и защита срещу експлозия“, което ги прави подходящи за големи сгради и високи конструкции. Потопените в масло трансформатори обаче могат да претърпят пръскане на масло или изтичане в случай на повреда, потенциално причинявайки пожари. Следователно те се разполагат предимно на открито, където обектите са оборудвани с изкопани „маслени ями при злополука“.

6. Различни товароподемности

Сухите трансформатори обикновено трябва да работят при номинален капацитет, докато потопените в масло трансформатори показват превъзходна способност за претоварване.

7. Разнообразни структури на разходите

За трансформатори с еквивалентен капацитет сухите модули изискват значително по-високи покупни цени от потопените в масло аналози.

Как да изберем

1. Съображения за безопасност: Ако се изисква по-висока безопасност и огнеустойчивост, изберете сухи трансформатори, тъй като те не съдържат запалимо изолационно масло.

2. Изисквания към мощността: За трансформатори с висока мощност потопените в масло трансформатори обикновено са по-подходящи поради техните превъзходни възможности за разсейване на топлината.

3. Ограничения на околната среда: Вземете предвид характеристиките на работната среда на трансформатора и изберете подходящия тип трансформатор за тази настройка.

4. Разходи за поддръжка: Маслените трансформатори обикновено изискват периодични проверки и поддръжка на качеството на изолационното масло, докато сухите трансформатори имат относително по-ниски разходи за поддръжка.

Сухите и маслените трансформатори показват различни разлики в изолационните среди, методите за разсейване на топлината и адаптивността към околната среда. Изборът на подходящия тип трансформатор зависи от специфичните изисквания на приложението и условията на околната среда. Когато се формулират стратегии за избор на трансформатор, фактори като безопасност, изисквания за захранване, ограничения на околната среда и разходи за поддръжка трябва да бъдат взети под внимание изчерпателно. За критични съоръжения и места с високи изисквания за безопасност, като болници и училища, обикновено се предпочитат сухи трансформатори, за да се увеличи максимално безопасността. Обратно, в големи промишлени комплекси и енергийни системи, изискващи трансформатори с висока мощност, потопените в масло трансформатори често са по-подходящи поради техните превъзходни способности за разсейване на топлината и способност да издържат на тежки условия на околната среда.