Что такое сухие трансформаторы?

Трансформаторы с сухой изоляцией

Сухие трансформаторы – это трансформаторы с воздушным охлаждением. Тепло от нагретых частей таких трансформаторов отводится благодаря естественным воздушным потокам. Для трансформаторов мощностью до 2500 кВт с напряжением обмоток высшего напряжения до 15 кВ такого естественного охлаждения вполне достаточно.

Свое применение такие трансформаторы находят в местах, где имеют место повышенные требования к безопасности людей и оборудования. Мощные сухие трансформаторы применяются: на промышленных металлургических предприятиях, на предприятиях нефтяной промышленности, на целлюлозно-бумажном производстве, в машиностроении, а также при электроснабжении общественных зданий, сооружений и на транспорте.

Обмотки низшего напряжения (НН) и обмотки высшего напряжения (ВН) трансформатора заключены в защитный кожух, и атмосферный воздух служит для них основной охлаждающей и изолирующей средой. Если сравнивать с маслом, то воздух обладает значительно более слабыми изолирующими свойствами, поэтому и требования к изоляции обмоток сухих трансформаторов значительно выше.

Эти трансформаторы устанавливаются лишь в сухих закрытых помещениях (влажность не выше 80%), поскольку их обмотки увлажняются при соприкосновении с воздухом, и для снижения гигроскопичности обмотки дополнительно пропитываются специальными лаками.

Сухие трансформаторы бывают трех разных конструкций: с открытой обмоткой, с монолитной обмоткой, и с литой обмоткой.

Трансформаторы с открытой обмоткой имеют пропитку смолой по технологии вакуум-давление, и их изоляционное покрытие имеет толщину до 0,2 мм, гарантируя как высокий уровень изоляции, так и защиту от воздействий окружающей среды, а охлаждение катушек остается весьма эффективным.

Для эффективного охлаждения обмоток применяются специальные изоляционные профили и высокопрочные фарфоровые изоляторы, которые формируют горизонтальные и вертикальные каналы охлаждения, и благодаря конвекции здесь обеспечивается устойчивость к загрязнениям.

Монолитная конструкция заливается в глубоком вакууме, и во время работы такая эпоксидная литая изоляция не выделяет никаких продуктов, что позволяет свободно использовать трансформатор там, где требования к экологической и пожарной безопасности повышены, например, во встроенных подстанциях с агрессивными для эксплуатации электрооборудования условиями.

Изоляция проводов обеспечивает высокую электрическую прочность, а бандажные ленты гарантируют монолитность после пропитки лаком и запекания, обеспечивая и высокую механическую прочность. Эта технология позволяет длительно использовать оборудование в режимах циклических тепловых нагрузок без риска потери изоляцией своих электрических характеристик.

Специальные наполнители для изготовления литых обмоток обеспечивают улучшенные механические, противопожарные и теплопроводящие свойства, таким образом, сама технология дает конструкции жесткость. Применение литой обмотки позволяет получить трансформатор приемлемых габаритов для работы в сетях с высоким уровнем напряжения.

Однако здесь есть минусы: масса материала изоляции велика, и он обладает неоднородностями, поэтому существует вероятность частичных разрядов, также затруднено охлаждение высоковольтных обмоток. При перепадах температуры часто возникают механические напряжения в изоляции.

Сухие трансформаторы имеют ряд преимуществ перед масляными трансформаторами:

не требуют затрат на обслуживание: нет необходимости чистить и менять масло.

окупаемость капиталовложений: по сравнению с маслеными аналогами, увеличено сечение проводов и магнитопровода, соответственно происходит снижение электромагнитной нагрузки активных материалов, что с увеличением напряжения на обмотках, и при больших мощностях весьма сказывается экономически. Новые нагревостойкие негорючие материалы работают на увеличение полезных электромагнитных нагрузок и на снижение стоимости активных материалов.

имеется защитный кожух;

применимы в сухих помещениях с высокими требованиями к пожарной безопасности.

Трансформаторы силовые сухие

Силовые сухие трансформаторы изготавливаются в широком классе напряжения и внушительном мощностном диапазоне, с прицелом на конкретные климатические условия в которых им предстоит функционировать.

Назначение силовых сухих трансформаторов

Использование таких трансформаторов обусловлено необходимостью изменения характеристик электрического тока при помощи индукции электромагнитного поля. Сухие трансформаторы с литой изоляцией, отличаются от тех же масляных агрегатов по принципу отвода тепла от нагреваемых в результате воздействия тока элементов.

Сухие трансформаторы – это вид преобразователей электрической энергии, в которых отвод тепла от активных частей установки и используемых обмоток агрегата, происходит путём естественной циркуляции воздушных масс. Такое конструктивное решение делает установку более простой и безопасной. Сухие преобразователи энергии не нуждаются в замене масла или контроле утечки иной охлаждающей жидкости.

Как и прочие электротехнические устройства этого типа, такие трансформаторы делятся на:

      • повышающие;
      • понижающие

Первые функционируют по принципу прямо-пропорционального действия. Вторые служат для преобразования и понижения уровня напряжения перед подачей её в линии электропередач.

Особенности конструкции силовых трансформаторов

В связи с тем, что естественное движение воздушных потоков гораздо медленнее, чем скорость движения масла в корпусе, конструкция вентилирования корпуса существенно отличается. Расстояние между воздушными проходами рёбер охлаждения намного шире.

Различают два вида силовых трансформаторов:

У низковольтных трансформаторов магнитные обмотки и других токоведущие элементы охлаждаются за счёт естественной системы охлаждения. Высоковольтные преобразователи энергии охлаждаются принудительной вентиляцией.

Конструкция силового сухого трансформатора:

Читать еще:  Интерьер спальни гостиной 20 кв.м (фото и видео)

Воздушные отводы сухих агрегатов выполнены из провода алюминия или меди. Отвод высоковольтного напряжения осуществляется опорными изоляторами. У низковольтных агрегатов такой эффект достигается путём установки фарфоровых прокладок.

Преимущества

Современная технология изготовления силовых преобразовательных устройств сухого типа, гарантирует высокое качество и длительный срок службы электротехнического оборудования. Высокая электрическая стабильность агрегата достигается изоляцией проводов качественным сверхпрочным диэлектрическим составом. Высокая механическая надёжность трансформатора обусловлена использованием специальных бандажных лент. Пропитанные лаком и запёкшиеся ленты обеспечивают монолитность всей конструкции.

Достоинства сухих трансформаторов:

упразднены расходы на обслуживание установки (не требуется чистка и замена масла);

быстрая окупаемость финансовых вложений (использование новейших нагревостойких материалов позволяет увеличивать полезные электромагнитные нагрузки и понизить затраты на активные материалы);

высокая безопасность (увеличено значение диапазона рабочих температур за счёт использования стекловолокна и асбеста в качестве изоляционных элементов);

возможность эксплуатирования агрегата с применением защитного кожуха и без него;

незаменимы для использования в сухих помещениях с повышенным классом пожароопасности.

Использование специальных наполнителей даёт возможность изготавливать литые обмотки трансформатора. Таким образом обеспечивается повышение механических, противопожарных и теплопроводящих свойств агрегата, а сама концепция позволяет придать жёсткость всей конструкции.

Распространённые серии силовых трансформаторов сухого типа

Трёхфазная силовая модель сухого типа. Предназначена для преобразования электроэнергии в сети промышленной частоты 50Гц. В своём составе имеет начинку из надёжной геафолевой литой изоляции. Комплектование алюминиевых обмоток данной серии производит известная компания Siemens. Для повышения надёжности обмотки дополнительно усилены стеклосеткой. Она предотвращает появление трещин в эпоксидном компаунде даже в условиях сильных перегрузок. Диапазон мощности составляет от 100 до 3150 кВ·А.

2.ТСГЛ 20 и схожие категории той же модели.

Тип трансформаторов, которые являются усовершенствованной серией предыдущей модели. Обмотки комплектуются фирмой Siemens. У этой модели они изготовлены из меди. Надёжная многоуровневая изоляция не требует дополнительного технического обслуживания. Покрывающая обмотки агрегата геафоль, не является токсичной и не выделяет вредных газов. Диапазон мощности составляет от 400 до 1600 кВ·А.

Относительно миниатюрные силовые трёхфазные агрегаты сухого типа с литой изоляцией обмоток. Выпускаются производителем как в защитном кожухе (ТСЗЛ), так и без него (ТСЛ). В зависимости от необходимых условий эксплуатации предусмотрено два вида конструктивного исполнения с разными степенями защиты трансформаторов (ТСЛ – IP00, ТСЗЛ – IP21). Низковольтный агрегат не теряет своих преобразовательных свойств в самом широком температурном диапазоне окружающей среды, которая может колебаться без пагубного воздействия на установку от +40 до -60 °С. Диапазон мощности составляет от 25 до 160 кВ·А.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Что такое сухие трансформаторы

Преобразователи предназначены для изменения электрического тока посредством использования электромагнитной индукции. По типу конструкцию бывают масляные и сухие трансформаторы с литой изоляцией, которые отличаются между собой принципом охлаждения.

Что это такое

Сухие, разделительные или воздушные трансформаторы (ТС, ТСШ, печные ТСП) – это вид преобразователей ГОСТ Р 54827-2011, в которых магнитная система и две или более обмотки не погружаются в масляный раствор, а остужаются за счет движения воздушных потоков. Эти электрические устройства более просты и безопасны в эксплуатации хотя бы потому, что производители устранили проблему регулярной замены масла и контроля утечки охлаждающей жидкости. Также, как и любые другие трансформаторы они могут быть понижающими (для преобразования и понижения напряжения), повышающими (с прямо-пропорциональным принципом действия).

Фото — ТМПНГ 630

Недостатком работы считается то, что воздух охлаждает обмотки значительно медленнее, нежели масло. Поэтому между изоляциями сухих преобразователей большее расстояние и увеличенная ширина вентиляционных проходов.

Преимущества сухих трансформаторов:

  1. Безопасность. В масляных устройствах (Zucchini, ТМС) велика вероятность утечки масла или возгорания преобразователя;
  2. Простота в установке и использовании. В «мокрых» преобразователях нужно регулярно менять масло, иначе оно стареет, теряет свои свойства и засоряет протоки. Воздушные трансформаторы можно устанавливать в любых помещениях, без использования специальных сооружений (защитных кожухов). Для монтажа подходят короткие провода. Они нуждаются в регулярной чистке протоков и периодическом осмотре;
  3. Перегрузка возможна очень высокого напряжения, но на непродолжительный срок;
  4. Экологичность. Их можно устанавливать на участках, которые требует повышенной безопасности окружающей среды. Они активно применяются на территориях общего пользования (школы, институты, кинотеатры и т. д.), на различных предприятиях по переработке нефти, газа и химических отходов, также их используют реакторы атомных электростанций и для собственных нужд.

Но при этом, высоковольтные сухие модели имеют увеличенные габариты, в сравнении с моделями, работающими на жидком охлаждении. Иными словами, преобразователи, имеющие одинаковые параметры работы (показатели номинального напряжения, тока и т. д.), но работающие на различных диэлектриках, будут значительно отличаться друг от друга размерами.

Читать еще:  Взыскание за незаконное подключение к водопроводу

Фото — допустимые перегрузки сухих трансформаторов

Конструктивные особенности

Сухие воздушные трансформаторы с литой изоляцией бывают высоковольтные и низковольтные. Их мощность определяет тип вентиляции. Для низковольтных преобразователей применяется естественная система охлаждения, в которой воздух, попадая в вентиляцию природным путем, охлаждает магнитные обмотки и прочие токоведущие части. Высоковольтные автотрансформаторы и прочие преобразователи с мощностью до 10 кВА (например, ТЛС-10) охлаждаются принудительно дутьем.

Фото — конструкция сухих трансформаторов

Схема включает в себя следующие элементы:

  • 1 – высоковольтный подвод;
  • 2 – шпильки;
  • 3 – зажимные подкладки из фарфора;
  • 4 – прижимное кольцо;
  • 5 – изоляторы для высокого напряжения;
  • 6 – отводы;
  • 7 – подкладки из фарфора для отводов;
  • 8 – зажимная доска;
  • 9 – регулировочные ответвления для высоковольтных отводов;

На схеме изображен высоковольтный преобразователь без кожуха, т. к., в большинстве случаев, такие устройства эксплуатируются без использования дополнительной изоляции. При необходимости кожух проектируется строго индивидуально для определенного трансформатора. Его мощность – 320 кВА.

Фото — GDNN

Отводы воздушных сухих преобразователей изготавливаются из алюминиевых или медных проводов. Зажимы, которыми регулируется работы преобразователя, выводятся на доску 8. Для отводов высоковольтного напряжения (6) используются опорные изоляторы 5, для низковольтного – фарфоровые подкладки (на рисунке 7). На рисунке видно, что в отличие от масляных, здесь нет расширителя и бака для хранения масла.

Еще одним подвидом сухих трансформаторных подстанций являются измерительные преобразователи. Это очень важное электрооборудование для понижения цепей высокого напряжения с целью обеспечения питания вторичных сетей.

Фото — схема сухого измерительного трансформатора

По конструкции они также бывают однофазные (универсальные), например, ТСШ-4, и трехфазные ТСЗ, ТС (используются только, если напряжение менее 18 кВ). В зависимости от области эксплуатации они могут быть масляные (с жидким диэлектриком), сухие (с принудительным воздушным охлаждением), с литой изоляцией (для установки на пожароопасных участках).

Фото — конструкция ТС

Видео: трансформаторы Legrand серии Zucchini

Параметры

Каждый преобразователь имеет определенные показатели работы. Какие технические характеристики имеет ТСЗГЛ-1000 (трансформатор сухой 1000 кВА):

Номинальная мощность, кВА 1000
Ток, А 1,5
Потери мощности при ХХ и КЗ, Вт 2,8/1,8
Напряжение короткого замыкания, В 6

Эти устройства используются в различных тяговых механизмах, они комплектуются обмотками Siemens, что повышает их качество и стойкость к перепадам напряжения. Температура охлаждения до -60. Преобразователи этого типа изготавливаются с литой изоляцией, как и Триал (Trihal, фирмы Шнайдер Электрик) и SGB-SMIT, что гарантирует их повышенную безопасность от возгорания.

RESIBLOC 315 — 2500 кВА от ABB (АВВ):

Мощность, кВА До 63 МВА
Напряжение первичной обмотки, кВ До 36
Вторичной обмотки, кВ До 24
Частота, Гц 50, 60 и 16 2/3
Принцип охлаждения Принудительное и воздушное/принудительное
Защита IP00 — IP54

Их импортными аналогами являются итальянские GBE, SEA S.p.A, TESAR и прочие.

Номинальная мощность, кВА 7,3
Номинальные напряжения обмоток (сетевой /вентильной), В 380; 400; 500; 660/
Масса, кг 205
Габариты, ДхШхВ, мм 625 х 305 х 325

Параметры серии ТП:

Характеристики Значения
Мощности, кВА 0.1; 0.16; 0.25; 0.40; 0.63; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10.0; 16.0; 25.0; 40.0; 63.0;100.0
Мощности трехфазных трансформаторов, кВА 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10.0; 16.0; 25.0; 40.0; 63.0; 100.0; 160.0; 250.0
Вид охлаждения воздушное, естественное
Изоляция В
Степень защиты IP20
Климатическое исполнение У или УХЛ
(для районов с умеренным или умеренно-холодным климатом)

Однофазные сухие тороидальные трансформаторы серии ОСМ-0,063 (аналог TTR):

Мощность, кВА 0,063
Номинальное напряжение первичной обмотки, В 110; 220; 380; 660
У вторичной обмотки, В 12; 14; 24; 29; 42; 56; 110; 130; 220; 260
Вес, кг 1,4

Сухие трансформаторы Trihal 1600 (есть модификации от 630 ква до 3200):

Мощность, кВА 1600 кВа
Напряжение обмоток, первичной и вторичной, кВ 6/0,4
D/Yn 11
IP00

Обзор цен

Купить сухой трансформатор можно в любом фирменном магазине или на предприятии-производителе. Завод предлагает стоимость от 500 до 10 000 долларов.

Преимущества и недостатки трансформаторов с сухой изоляцией

Линии электроснабжения сегодня нуждаются в качественном оборудовании, которое сможет обеспечить подачу тока необходимого значения. В России на пути передачи электричества конечному потребителю применяют сухие трансформаторы. Они повышают, понижают напряжение, меняют частоту, фазность тока. Что такое сухой трансформатор, особенности применения, конструктивные особенности трансформаторной установки будут рассмотрены далее. Как выбрать оптимальное устройство российского и зарубежного производства, помогут советы специалистов.

Область применения

Российские производители изготавливают сухие и масляные трансформаторы. Конструкция отличается способом охлаждения. Сухие силовые трансформаторы избегают теплового разрушения активной части посредством воздуха. В другой разновидности конструкций применяется масло. Выбор типа трансформаторного оборудования зависит от особенностей эксплуатации. Приборы отличаются ценой, функционированием.

Читать еще:  Ремонт ванной комнаты своими руками

Установка масляных и сухих трансформаторных производится на высоковольтных станциях для понижения, повышения напряжения до требуемого значения. Это силовой агрегат, применяемый повсеместно.

Повышение значения токов проводится сухими трансформаторами для передачи электричества на дальние расстояния. Применяя такую установку, удается избежать потерь напряжения.

Технические характеристики сухого трансформатора позволяют понизить напряжение в сети до допустимой нормы. Это позволяет избежать перегрузок в установках, потребляющих электроэнергию. В зависимости от потребностей сети применяются сухие трансформаторы мощностью 100 кВА, 250 кВА, 400 кВА, 630 кВА, 1000 кВА. В российских агрегатах производством может быть заложена и более высокая мощность. Представленное оборудование устанавливается в помещении или на улице. Трансформаторные аппараты применяются в бытовых и промышленных сетях при осуществлении человеком различных видов деятельности.

Конструкция

Масляный и сухой тип охлаждения применяется в конструкции силового оборудования. Представленные разновидности в общем мало чем отличаются. При производстве представленных агрегатов конструкция обеспечивается магнитоприводом и контурами ВН (высокое напряжение) и НН (низкое напряжение). Для изготовления активной части оборудования применяются допустимые материалы. Сердечник изготавливается из электротехнической стали. Контуры бывают медными и алюминиевыми.

Предусматривается наличие кожуха. Воздух в сухом аппарате служит не только температурной защитой, но и изоляцией. Вентиляционные отверстия в представленном оборудовании больше, чем в масляных трансформаторах. Перегрузка из-за перегрева при использовании воздуха в качестве охладителя более вероятна.

Обмотки

Трансформатор сухой 250 кВА, 400 кВА, 1000 кВА и прочие разновидности отличаются категориями обмотки. Различают два типа контуров:

  • ТСЗК – включает лаки на кремнийорганической основе.
  • ТСЗ – создается из стекла. Отличается хорошими теплоизоляционными характеристиками.

Изоляция пропитывается специальными составами. Это предотвращает скапливание влаги внутри. Допустимая температура обмоток изоляции на основе асбеста и стекловолокна выше. Применение новых материалов позволяет избежать перегрузки системы.

Дополнительные элементы

Конструкция дополняется специальными устройствами. Чтобы регулировать исходящее напряжение сухой трансформатор 250 кВА, 630 кВА и прочие разновидности имеют реле. Например, это может быть устройство РПГ, РПН, ПБВ.

Установка требует контроля уровня нагрева магнитопривода. В противном случае возникнет перегрузка, аварийная ситуация. Автоматически контролирует параметры функционирования щит тепловой защиты (ЩТЗТ). Это надежное оборудование. Производство сухих трансформаторов применяет иногда иную систему. Для щитков ЩТЗТ выполняется установка датчика. Прибор реагирует на повышение температуры.

Щитки ЩТЗТ не допускают нагрев активной части свыше 10%. Характеристики, свойственные установке, разрешают кратковременное повышение температуры. Нагрев должен быстро снижаться. За это отвечает щиток. Превышение допустимых показателей температуры длительное время приводит к нарушениям работы агрегата, возникает перегрузка.

Габариты

Сухие трансформаторы имеют, по сравнению с масляными конструкциями, большие габариты. Перегрузка в этом случае при правильной эксплуатации маловероятна. Вес и размер зависят также от мощности. Установка монтируется в закрытых сухих помещениях.

Благодаря большим габаритам получается создать качественную вентиляцию внутри корпуса конструкции.

Преимущества и недостатки

Сухие трансформаторы характеризуются рядом особенностей. Технические характеристики, устройство аппаратуры говорят о высоком спросе на представленное оборудование. Высокая востребованность объясняется преимуществами, которыми обладает трансформаторное устройство сухого типа. Есть и недостатки. О них необходимо узнать перед приобретением аппаратуры.

Преимущества

Представленная установка для трансформации тока обладает массой достоинств. Преимущества сухих трансформаторов следующие:

  • Применение при изготовлении специальной стали привело к снижению потерь в сети.
  • Современные комплектующие позволяют снизить габариты и вес агрегатов.
  • Преимуществом является экологическая безопасность приборов. В системе отсутствует масляный охладитель, который выделяет вредные для здоровья человека и окружающей среды вещества.
  • Оборудование пожаробезопасное. При создании обмоток применяются негорючие материалы.
  • Исполнение универсальное. Оборудование применяется в различных условиях.

Стоимость представленных установок приемлемая. На цену влияет мощность и габаритные размеры агрегата.

Недостатки

Сухие трансформаторы имеют и ряд недостатков. Их перегрузочная способность уступает масляным разновидностям оборудования. Стоимость последних будет значительно меньше. И продаются они дороже. Они имеют большие габариты, что значительно влияет на цену изделия.

Обслуживание

Не смотря на недостатки, сухие трансформаторные приборы используются в различных сферах человеческой деятельности часто. Обслуживание агрегата простое. Проверка производится раз в 6 месяцев. При этом проверяется система вентиляции.

Уход за агрегатом предполагает также его периодическую очистку от различных загрязнений. Частота уборки зависит от особенностей окружающей среды. В пыльных помещениях уход за поверхностью прибора необходимо выполнять чаще.

Обслуживание предполагает проведение внешнего осмотра оборудования. На нем не должно быть дефектов, механических повреждений. Крепежные элементы должны быть крепко затянуты. Болты проверяются раз в год. Выполняя простые рекомендации по проведению обслуживания, можно обеспечить длительную, надежную работу агрегата.

Видео: Производство сухих трансформаторов с литой изоляцией серии ТЛС

Рассмотрев особенности сухих трансформаторов, рекомендации по их выбору и эксплуатации, можно приобрести оптимальное оборудование в соответствии с особенностями сети.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector