Care este diferența dintre transformatoarele de tip uscat și transformatoarele cu scufundare în ulei? Cum să alegi?

Transformatoarele sunt echipamente comune și critice în sistemele de putere, utilizate pentru a modifica magnitudinea tensiunii alternative pentru transmiterea și distribuția energiei electrice în transportul, distribuția și alte aplicații de putere. Transformatoarele de tip uscat și transformatoarele cu scufundare în ulei sunt două tipuri predominante, prezentând diferențe semnificative în mediile de izolare, metode de disipare a căldurii și adaptabilitate la mediu. Acest articol explorează diferențele dintre transformatoarele de tip uscat și cele immerse în ulei și oferă recomandări pentru selectarea tipului de transformator adecvat.

Cea mai semnificativă diferență între transformatoarele cu scufundare în ulei și cele de tip uscat constă în prezența sau absența „uleiului”. Deoarece uleiul este un lichid cu fluiditate, transformatoarele imersate în ulei au în mod necesar o carcasă. În interiorul acestei carcase se află ulei de transformator, care scufundă înfășurările transformatorului, făcându-le invizibile din exterior. Transformatoarele de tip uscat, lipsite de ulei, nu necesită o incintă, permițând vizibilitatea directă a înfășurărilor transformatorului. O altă caracteristică este rezervorul de ulei de pe transformatoarele cu scufundare în ulei, care stochează ulei de transformator. Cu toate acestea, transformatoarele mai noi cu scufundare în ulei pot să nu includă un rezervor de ulei.

Ambele sunt transformatoare de putere, având un miez de fier pentru circuitul magnetic și înfășurări pentru circuitul electric. Distincția principală constă în designul „imersat în ulei” versus „tip uscat”. Mai exact, mediile lor de răcire diferă: primul folosește ulei de transformator (sau alte uleiuri precum uleiul β) atât pentru răcire, cât și pentru izolație, în timp ce cel din urmă folosește aer sau gaze precum SF6 ca mediu de răcire. Transformatoarele cu scufundare în ulei scufundă ansamblul miez și înfășurare într-un rezervor de ulei umplut cu ulei de transformator. Transformatoarele de tip uscat încapsulează de obicei miezul și înfășurările cu rășină epoxidică; Un tip neîncapsulat folosit mai frecvent folosește acum hârtie izolatoare specială impregnată cu lac dedicat pentru a preveni pătrunderea umezelii în înfășurări sau miez.

Transformatoarele cu scufundare în ulei au radiatoare externe concepute pentru a facilita disiparea căldurii - în special, circulația uleiului izolator intern - funcționând ca niște radiatoare. Transformatoarele de tip uscat nu au astfel de radiatoare, bazându-se în schimb pe ventilatoare de sub bobinele transformatorului pentru răcire.

Transformatoarele cu scufundare în ulei, din cauza cerințelor de siguranță la incendiu, sunt de obicei instalate în încăperi dedicate transformatoarelor sau în aer liber. Cu toate acestea, transformatoarele de tip uscat sunt instalate întotdeauna în interior, de obicei în camerele de distribuție.

În ceea ce privește volumul producției și utilizarea, transformatoarele de tip uscat ating în prezent doar o tensiune nominală de 35 kV și au o capacitate relativ mai mică în comparație cu tipurile cu scufundare în ulei, de obicei până la aproximativ 2500 kVA. În plus, procesul de fabricație pentru transformatoarele de tip uscat este mai complex decât cel pentru transformatoarele cu scufundare în ulei de aceeași tensiune nominală și capacitate, ceea ce duce la costuri mai mari. Prin urmare, transformatoarele umplute cu ulei rămân mai răspândite în aplicațiile actuale. Cu toate acestea, transformatoarele de tip uscat sunt utilizate frecvent în locații de alimentare și distribuție interioare cu cerere mare - cum ar fi hoteluri, clădiri de birouri și structuri înalte - datorită beneficiilor lor de mediu, proprietăților ignifuge și rezistenței la impact.

În mod clar, atât transformatoarele de tip uscat, cât și cele umplute cu ulei au avantaje și dezavantaje distincte. Transformatoarele umplute cu ulei oferă costuri mai mici și întreținere mai ușoară, dar sunt combustibile și explozive. Transformatoarele de tip uscat, cu rezistența lor excelentă la foc, pot fi instalate la centrele de sarcină pentru a minimiza căderea de tensiune și pierderea de energie. Cu toate acestea, sunt mai scumpe, mai voluminoase, mai puțin rezistente la umiditate și praf și produc niveluri de zgomot mai ridicate.

În continuare, să rezumam diferențele menționate mai sus în următoarele șapte puncte:

1. Aspectul

Diferite forme de încapsulare: Transformatoarele de tip uscat expun miezul și înfășurările, în timp ce transformatoarele cu scufundare în ulei dezvăluie doar carcasa exterioară.

2. Configurare Lead

Transformatoarele de tip uscat folosesc predominant bucșe din cauciuc siliconic, în timp ce transformatoarele cu scufundare în ulei folosesc mai ales bucșe din porțelan;

3. Capacitate și Tensiune

Transformatoarele de tip uscat sunt în general potrivite pentru aplicații de distribuție, de obicei cu capacități sub 2000 kVA și tensiuni la sau sub 10 kV, deși unele pot atinge niveluri de tensiune de 35 kV. Transformatoarele cu scufundare în ulei pot atinge orice capacitate necesară și pot acoperi toate nivelurile de tensiune; Liniile de transmisie de ultra-înaltă tensiune de 1000 kV din China, aflate în prezent în construcție, folosesc exclusiv transformatoare cu scufundare în ulei.

4. Diferențele de izolare și disipare a căldurii

Transformatoarele de tip uscat utilizează de obicei izolație cu rășină și se bazează pe răcirea naturală cu aer, cu capacități mai mari completate de răcirea forțată cu aer. Cu toate acestea, transformatoarele cu scufundare în ulei folosesc ulei izolator pentru izolarea electrică. Căldura generată de înfășurări este transferată prin uleiul izolator circulant în interiorul transformatorului către aripioarele radiatorului pentru disipare.

5. Medii de aplicație

Transformatoarele de tip uscat sunt utilizate predominant în locații care necesită „ignifugare și explozie”, făcându-le potrivite pentru clădiri la scară mare și structuri înalte. Cu toate acestea, transformatoarele cu scufundare în ulei pot prezenta pulverizare sau scurgeri de ulei în cazul unei defecțiuni, ceea ce poate provoca incendii. În consecință, ele sunt desfășurate în principal în aer liber, unde șantierele sunt echipate cu „cariere de petrol de accident” excavate.

6. Capacități de transport diferite

Transformatoarele de tip uscat ar trebui să funcționeze în general la capacitatea nominală, în timp ce transformatoarele cu scufundare în ulei prezintă o capacitate superioară de suprasarcină.

7. Structuri variate de costuri

Pentru transformatoarele de capacitate echivalentă, unitățile de tip uscat au prețuri de achiziție semnificativ mai mari decât omologii cu scufundare în ulei.

Cum să alegi

1. Considerații de siguranță: Dacă sunt necesare siguranță și rezistență la foc mai ridicate, alegeți transformatoare de tip uscat, deoarece nu conțin ulei izolator inflamabil.

2. Cerințe de putere: Pentru transformatoarele de mare putere, transformatoarele cu scufundare în ulei sunt de obicei mai potrivite datorită capacităților lor superioare de disipare a căldurii.

3. Constrângeri de mediu: Luați în considerare caracteristicile mediului de operare al transformatorului și selectați tipul de transformator potrivit pentru acea setare.

4. Costuri de întreținere: Transformatoarele umplute cu ulei necesită în general inspecții periodice și întreținere a calității uleiului izolator, în timp ce transformatoarele de tip uscat au costuri de întreținere relativ mai mici.

Transformatoarele de tip uscat și umplute cu ulei prezintă diferențe distincte în ceea ce privește mediile de izolare, metodele de disipare a căldurii și adaptabilitatea la mediu. Selectarea tipului de transformator adecvat depinde de cerințele specifice aplicației și de condițiile de mediu. Atunci când se formulează strategiile de selecție a transformatoarelor, factori precum siguranța, cerințele de putere, constrângerile de mediu și costurile de întreținere trebuie să fie luați în considerare cuprinzător. Pentru instalațiile critice și locațiile cu cerințe ridicate de siguranță, cum ar fi spitalele și școlile, transformatoarele de tip uscat sunt de obicei preferate pentru a maximiza siguranța. În schimb, în ​​complexele industriale mari și sistemele de alimentare care necesită transformatoare de mare putere, transformatoarele cu scufundare în ulei sunt adesea mai potrivite datorită capacităților lor superioare de disipare a căldurii și capacității de a rezista la condițiile de mediu dure.