Трансформаторные конструкции
Жидкие заполненные, вентилируемые сухие и газонаполненные сухие типы
Существует несколько различных типов трансформаторных конструкций, которые вы можете видеть на подстанциях внутри коммерческих и других зданий. Эта статья обычно применима только к трансформаторам заполненных жидкостью, вентилируемых сухих или газонаполненных сухих типов.
5 трансформаторных конструкций, которые вы, скорее всего, увидите внутри зданий (на фото: General Electric вентилируемый сухой трансформатор - 30 KVA, 480 Volt Primary, 208/120 Volt Secondary)
Жидкотопливные и газонаполненные трансформаторы имеют свои обмотки, выведенные на втулки или в соединительные коробки на концах или в верхней части трансформаторов.
Вентилируемые сухие трансформаторы обычно имеют обмотки, оканчивающиеся в корпусе трансформатора, к изолирующим изоляторам или клеммам шины.
Хорошо, это пять трансформаторных конструкций, которые вы, скорее всего, встретите на подстанции внутри зданий:
- Трансформаторы с жидкостным наполнением
- Вентилируемые сухие трансформаторы
- Герметичные сухие трансформаторы
- Трансформаторы с сухим типом качения
- Полностью закрытые, невентилируемые сухие трансформаторы
1. Трансформаторы, наполненные жидкостью
Построены с обмотками, заключенными в герметичный резервуар, заполненный изолирующей жидкостью.
Жидкость обеспечивает изоляцию между различными участками обмоток и между обмотками и резервуаром и служит в качестве охлаждающей среды, поглощающей тепло от обмоток и передающей ее на внешнюю сторону бака.
Жидкотопливные трансформаторы следует избегать внутри коммерческих зданий, если не используются негорючие или легковоспламеняющиеся жидкости или если не приняты надлежащие меры предосторожности при строительстве трансформаторного хранилища, отвечающего требованиям NEC. И, конечно же, тогда только тогда, когда будут соблюдены все применимые требования к юрисдикции и страховому перевозчику.
Чтобы увеличить передачу тепла в воздух, резервуары снабжены охлаждающими вентиляторами (для увеличения площади излучающей поверхности) или с помощью внешних охлаждающих труб или радиаторов. Горячая жидкость циркулирует через радиаторы, передавая тепло, собранное в обмотках трансформатора, на радиатор, а затем на окружающий воздух.
Жидкостный трансформатор (фото кредит: elektrodekeyser.be)
Иногда вентиляторы устанавливают для подачи воздуха по радиаторам, чтобы увеличить номинальную нагрузку примерно на 15% на трансформаторах с номинальным напряжением 750-2000 кВА и 25% на трансформаторах с номинальной мощностью 2500-10 000 кВА.
ВАЖНАЯ ЗАМЕТКА! Важно, чтобы жидкость в трансформаторе поддерживалась, чиста и не содержала влаги ! Влага может входить в трансформатор через утечки в крышках резервуара или когда влагоотводящий воздух втягивается в трансформатор.
Трансформаторы могут всасывать воздух в резервуары посредством дыхательного воздействия, возникающего в результате изменения объема жидкости, и воздуха в баке, возникающего при изменении температуры. Большинство современных трансформаторных конструкций плотно закрыты и не дышат, если они свободны от утечек.
Трансформаторный масляный бак
Изолирующая жидкость в процессе нормального старения вырабатывает небольшое количество кислоты, которая, если ее можно увеличить выше установленных пределов, может привести к повреждению изоляции в трансформаторе.
Ежегодное тестирование для определения напряжения пробоя диэлектрической проницаемости жидкости (низкий диэлектрический тест указывает на наличие воды или другого постороннего материала) и номер нейтрализации (высокий номер нейтрализации указывает на присутствие кислоты в жидкости) компетентной испытательной лабораторией в значительной степени продлить срок службы трансформатора.
Образцы жидкости следует отбирать в тщательно контролируемых условиях, как указано группой, проводящей жидкостный тест. В некоторых областях эта услуга доступна из электрической утилиты.
Классификация и обработка существующих трансформаторов с заполненной жидкостью в отношении загрязнения полихлорированным бифенилом (ПХД) подлежит строгому контролю со стороны природоохранных ведомств.
Важно, чтобы любые существующие трансформаторы, заполненные жидкостью, которые не были «оценены» с маркировкой или иным образом классифицированы, надлежащим образом обрабатывались. Жидкотопливные трансформаторы, которые содержат от 50 до 500 частей на миллион (ppm) печатной платы, успешно введены в диапазон 0-50 ppm, который находится в пределах загрязнения, не содержащего ПХБ.
Вернуться к трансформаторным конструкциям ↑
2. Вентилируемые сухие трансформаторы
Построены так же, как и заполненные жидкостью трансформаторы, за исключением того, что изолирующая жидкость заменяется воздухом, а большие зазоры и различные изоляционные материалы используются для компенсации более низкой диэлектрической прочности воздуха.
В конструкции вентилируемых сухих и герметичных сухих трансформаторов используется признанная система изоляции UL, которая подходит для работы при максимальной температуре 220 ° C. Нормальное повышение температуры обмоток составляет 150 ° C по сопротивлению.
Если трансформаторы приобретаются с изоляционной системой 220 ° C, но рассчитаны на использование при полной нагрузке при более низкой температуре (115 ° C или 80 ° C), то можно ожидать повышения эффективности, перегрузки и срока службы.
Следует также учитывать нелинейные гармонические нагрузки, такие как SCR, ИБП, выпрямители и приложения с регулируемой скоростью вращения, поскольку эти более высокие гармоники могут приводить к значительному увеличению нагрева вихревых и бездействующих потерь в обмотках, а также к очень высоким токам нейтралов эти трансформаторы.
Вентилируемый трансформатор сухого типа (фото кредит: Federalpacific.com)
Очень часто специальные конструкции для приложений с нелинейной нагрузкой предпочтительнее просто увеличивать размер устройства из-за скин-эффекта на более высоких частотах.
Вентилируемый сухой трансформатор снабжен корпусом из листового металла, который окружает обмотку для механической защиты обмоток и безопасности персонала. Вентиляционные жалюзи установлены в корпусе для обеспечения тепловой циркуляции воздуха непосредственно над обмоткой для охлаждения. Иногда вентиляторы устанавливают для подачи воздуха непосредственно через обмотки, чтобы увеличить номинальную нагрузку примерно на 30-40%.
Эти типы трансформаторов обычно устанавливаются в закрытом помещении и требуют периодической очистки всего узла сердечника и катушки и достаточного питания чистого вентилируемого воздуха.
Эти трансформаторы набирают силу в классах 15 кВ и 34, 5 кВ и могут быть построены в соответствии с BIL для жидкостных погружных трансформаторов и специальных шкафов для использования на открытом воздухе. Рекомендуется использовать агрегат перед включением питания после длительного отключения или длительных периодов, когда изоляция подвергается воздействию влаги.
Вентилируемый сухой трансформатор 45 кВА (фото: goding.com)
Вернуться к трансформаторным конструкциям ↑
3. Герметичные сухие трансформаторы
Герметичные сухие трансформаторы сконструированы по существу так же, как и вентилируемые сухие трансформаторы. Закрытый резервуар герметизирован и работает при положительном давлении. Он может быть заполнен азотом или другим диэлектрическим газом. Тепло передается от обмотки к газу внутри корпуса трансформатора, а оттуда к резервуару и к окружающему воздуху.
Герметичный сухой газовый трансформатор может быть установлен как на открытом воздухе, так и в помещении, а также в местах, где коррозионная или грязная атмосфера сделает невозможным использование вентилируемого сухого трансформатора.
Запечатанный сухой трансформатор ABB с полным отсутствием масла, полностью свариваемый резервуар, избыточное давление газа N2 для мониторинга износа резервуара, 2-позиционный переключатель заземления, возможность перегрузки 70 процентов, аналогичный размер для жидкостных блоков с охлаждающими вентиляторами и номинальной мощностью до Первичное напряжение 1000 кВА и 15 кВ
Вернуться к трансформаторным конструкциям ↑
4. Катушка, сухие трансформаторы
Построены с инкапсулированной (литой) первичной и вторичной обмотками в армированную эпоксидную смолу. Из-за конструкции литой катушки они идеально подходят для применений, где серьезная проблема связана с влажностью или загрязненными воздухом веществами или и тем, и другим. Этот тип конструкции доступен с номиналами первичного напряжения через класс 34, 5 кВ и BIL до 200 кВ.
Эти трансформаторы являются идеальными альтернативами для жидкостных или газонаполненных агрегатов в помещениях или на крыше. Они могут быть принудительно охлаждены воздухом, чтобы повысить их самоохлаждаемые оценки на 50%.
Трансформатор сухого типа с литой смолой (фото: mrazik.info)
Вернуться к трансформаторным конструкциям ↑
5. Полностью закрытые, невентилируемые сухие трансформаторы
Построены по существу так же, как и вентилируемые сухие трансформаторы. Корпус, не герметичный, содержит воздух, поэтому агрегаты имеют те же возможности BIL, что и вентилируемые сухие трансформаторы.
Полностью закрытый, невентилируемый сухой трансформатор может быть установлен как внутри, так и снаружи и в местах, где коррозионная или грязная атмосфера сделает невозможным использование вентилируемого сухого трансформатора.
Эти устройства доступны с охлаждением вентилятора при увеличении емкости на 25%.
Полностью закрытый, невентилируемый сухой трансформатор (на фото: 3-фазный трехфазный трансформатор 150KVA сухого трансформатора)
Вернуться к трансформаторным конструкциям ↑
Все описанные выше трансформаторные конструкции имеют различное оборудование для измерения температуры и органы управления для определения температуры обмотки и для включения охлаждающих, отключающих или аварийных устройств. Чтобы не превышать предельную температуру изолирующей системы, встроенные детекторы должны быть намотаны в каждой низковольтной обмотке.
Ссылка // Рекомендуемая практика для электроэнергетических систем в коммерческих зданиях - IEEE STD 241