Майға батырылған және құрғақ типті тарату трансформаторларының негізгі айырмашылықтары

Таралу трансформаторлары қазіргі заманғы электр инфрақұрылымының танымал емес батырлары. Олар үйлерді, кеңселерді, зауыттарды және деректер орталықтарын қуатпен қамтамасыз ететін орташа вольтты электр қуатын төмен вольтқа дейін үнсіз төмендетіп, көрініс артында жұмыс істейді. Оларсыз электр беру желілері арқылы өтетін электр қуаты күнделікті тұрмыстық техника мен жабдықтар үшін жарамсыз болар еді.

Жобаға арналған тарату трансформаторын таңдаған кезде, ең негізгі шешімдердің бірі - майға батырылған және құрғақ типті конструкциялардың бірін таңдау. Бұл таңдау тек бастапқы шығындарға ғана емес, сонымен қатар қауіпсіздікке, техникалық қызмет көрсету талаптарына, орнату орнына және ұзақ мерзімді сенімділікке де әсер етеді. Бұл мақалада сізге хабардар шешім қабылдауға көмектесу үшін осы екі трансформатор түрін жеті негізгі өлшем бойынша жан-жақты салыстыру берілген.

Тарату трансформаторы орташа кернеулі электр энергиясын соңғы пайдаланушы тұтынуына жарамды төмен кернеулі электр энергиясына түрлендіретін электр құрылғысы. Ол ғимараттарға, машиналарға, жарықтандыру жүйелеріне және басқа жүктемелерге электр энергиясы жеткізілмес бұрын электр энергиясын тарату жүйесінде кернеуді түрлендірудің соңғы кезеңін орындайды.

Кернеудің төмендеу мысалдарына мыналар жатады:

11 кВ-тан 400 В-қа дейін (көптеген аймақтарда кең таралған)

13,8 кВ-тан 480 В-қа дейін (өнеркәсіптік қолданыстар)

33 кВ-тан 415 В-қа дейін (үлкенірек тарату желілері)

Тарату трансформаторлары әдетте 36 кВ дейінгі кернеуде және 50 кВА-дан 5 МВА-ға дейінгі қуатта жұмыс істейді. Олар минималды техникалық қызмет көрсетумен үздіксіз базалық жүктемемен жұмыс істеуге арналған және тарату желілерінде әлдеқайда жоғары кернеулерді (36 кВ-тан жоғары) және үлкен қуаттарды өңдейтін қуат трансформаторларынан ерекшеленеді.

Тарату трансформаторларының кең таралған қолданылу аясына мыналар жатады:

Тұрғын үй аудандары мен пәтер кешендерінде

Коммерциялық ғимараттар мен сауда орталықтары

Зауыттар мен өнеркәсіптік нысандар

Ауруханалар, деректер орталықтары және инфрақұрылым жобалары

Қайта қалпына келтірілетін энергияны тарату жүйелерінде

Тарату трансформаторының қызмет ету мерзімі әдетте 25-30 жыл деп есептеледі, ал кейбір агрегаттар тиісті техникалық қызмет көрсетумен 32 жылдан астам уақыт жұмыс істейді.

Тарату трансформаторларын бірнеше жолмен жіктеуге болады:

Оқшаулау және салқындату ортасы бойынша

Масаға топырған трансформаторлар - Оқшаулағыш және салқындатқыш орта ретінде сұйық майды (минералды май немесе эфир сұйықтықтарын) пайдаланыңыз

Жүк трансформаторлары - Эпоксидті шайыр сияқты ауа (табиғи немесе мәжбүрлі) және қатты оқшаулағыш материалдарды пайдаланыңыз

Фазалық конфигурация бойынша

Бір фазалы - Бірінші және екінші жақтарында бір орамасы бар бір фазалы электр желілерінде қолданылады

Үш фазалық - Үш орамасы бар үш фазалы электр желілерінде қолданылады, жоғары вольтты қолданбалар үшін жиі кездеседі

Орнату конфигурациясы бойынша

Бағанаға орнатылған - Ауылдық жерлерде кеңінен қолданылатын, әдетте 16 кВА-дан 100 кВА-ға дейінгі қуат бағаналарына орнатылады

Төсекшеге орнатылған - Жер асты тарату желілеріне қосылған, қорғаныс және коммутация опциялары бар жерге орнатылған қондырғылар

Негізгі материал бойынша

Ламинатталған болат өзегі - Ең көп таралған түрі

Аморфты металл өзегі - Ламинатталған болатпен салыстырғанда өзек шығындарын шамамен 60%-ға азайта алады, дегенмен өндірістік шығындар мен қиындықтар жоғары болады

Бұл мақаланың көлемі майға батырылған және құрғақ типті тарату трансформаторлары арасындағы негізгі айырмашылыққа бағытталған.

3.1 Оқшаулау және салқындату ортасы

Масаға топырған трансформаторлар минералды майды немесе биологиялық ыдырайтын эфир сұйықтықтарын пайдаланыңыз, олар қос мақсатқа қызмет етеді: орамдар арасында электр оқшаулауын қамтамасыз ету және жылуды өзек пен катушкалардан алыстату. Май конвекция арқылы немесе мәжбүрлі айналым арқылы табиғи түрде айналады, жылуды резервуар қабырғалары мен радиаторларға тасымалдайды, онда ол қоршаған ауаға таралады. Май-қағаз оқшаулау жүйесі (өткізгіштерге оралған крафт қағазы және май) ажырамас оқшаулау құрылымын құрайды.

Жүк трансформаторлары қатты оқшаулағыш материалдарды пайдаланыңыз - әдетте жоғары вольтты орамаларға арналған вакуум астында құйылатын эпоксидті шайыр - және салқындату үшін ауаға сүйеніңіз. Салқындату табиғи ауа айналымы (AN) немесе желдеткіштерді (AF) пайдаланатын мәжбүрлі ауа арқылы жүзеге асырылуы мүмкін, бұл қуат сыйымдылығын 40%-ға дейін арттыра алады. Маймен толтырылған конструкциялардан айырмашылығы, өзек пен катушкалар корпустың сыртынан көрінеді.

3.2 Өрт қауіпсіздігі және қоршаған ортаға әсері

Масаға топырған трансформаторлар минералды майдың тұтанғыштығына байланысты орташа өрт қаупін тудырады. Минералды майдың тұтану температурасы төмен және ішкі ақаулар немесе май ағып кету кезінде тұтануы мүмкін. Олар өрт қауіпсіздігі шараларын, мысалы, брандмауэрлерді, мұнайды сақтауға арналған шұңқырларды және ғимараттардан тиісті түрде бөлек ұстауды талап етеді. Минералды май сонымен қатар биологиялық ыдырамайды, адамдар үшін қауіпті және төгілген жағдайда ұзақ мерзімді қоршаған ортаның ластануын тудырады - оны қоршаған ортаға зиян келтірмей оңай жою мүмкін емес.

Ескерту: Эфир негізіндегі майлар (табиғи немесе синтетикалық) жоғары тұтану нүктелерімен (300°C жоғары) өрт қауіпсіздігін жақсартады және биологиялық ыдырайтындықтан, оларға «жасыл трансформатор» мәртебесі беріледі.

Жүк трансформаторлары отқа төзімді және өздігінен сөнетін. Олардың құрамында жанғыш сұйықтық жоқ, бұл оларды үй ішіндегі қондырғылар, көпқабатты ғимараттар, ауруханалар, деректер орталықтары және тығыз қоныстанған аудандар үшін өте қолайлы етеді. Олар жұмыс кезінде улы газдар шығармайды және қоршаған ортаға минималды әсер етеді, себебі басқаруға немесе жоюға болатын сұйықтық жоқ.

3.3 Өнімділік және шамадан тыс жүктеме мүмкіндігі

Масаға топырған трансформаторлар тамаша жылу өнімділігін және жоғары шамадан тыс жүктеме мүмкіндігін ұсынады. Майдың жоғары жылу сыйымдылығы оларға номиналды сыйымдылықтың шамамен 150%-ына дейінгі қысқа мерзімді шамадан тыс жүктемелерді өңдеуге мүмкіндік береді. Май тиімдірек салқындату ортасы болып табылады, орамдардағы ыстық нүктелердің температурасын төмендетеді және жылудың жоғары деңгейде таралуын қамтамасыз етеді.

Жүк трансформаторлары шамадан тыс жүктеме мүмкіндігі шектеулі және әдетте номиналды қуатта жұмыс істеуге арналған. Дегенмен, мәжбүрлі ауамен салқындататын озық конструкциялар 40%-ға дейін қосымша жүктемені көтере алады, ал кейбір жоғары сапалы қондырғылар табиғи салқындату кезінде 120% және мәжбүрлі ауамен салқындату кезінде 150%-ға дейін үздіксіз жүктемені көтере алады. Олардың жылулық өнімділігі маймен салыстырғанда ауаның төмен жылу сыйымдылығымен шектеледі.

Энергия тиімділігіне келетін болсақ, зерттеулер маймен толтырылған трансформаторлардың ұқсас рейтингтегі құрғақ типті трансформаторлармен салыстырғанда жүктеме және жүктемесіз шығындары аз болатынын көрсетеді. Маймен толтырылған трансформаторлардың максималды тиімділік нүктесі әдетте 50-75% жүктеме шамасында жасалған.

3.4 Техникалық қызмет көрсету талаптары

Масаға топырған трансформаторлар тұрақты күтімді қажет етеді, соның ішінде:

Трансформатордың денсаулығын бақылау үшін мерзімді түрде май сынамаларын алу және еріген газды талдау (DGA)

Майдың ыдырауы кезінде сүзу және ауыстыру

Ағып кетуді тексеру және жөндеу

Ылғалдылықты бақылау (ылғал крафт қағазының оқшаулауының тозу жылдамдығын екі есеге арттырады, қызмет ету мерзімін екі есеге қысқартады)

Жүк трансформаторлары минималды техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді - ең алдымен ауа өткізгіштерін мезгіл-мезгіл тазалау және электр қосылымдарын тексеру. Сынауға, сүзуге немесе ауыстыруға май жоқ, бұл пайдалану жүктемесін айтарлықтай азайтады. Оларды ұзақ уақыт бойы әрекетсіздіктен кейін де кез келген уақытта пайдалануға болады.

3.5 Шығындар және өмірлік цикл экономикасы

Масаға топырған трансформаторлар әдетте, әсіресе жоғары қуат көрсеткіштерінде кВА үшін бастапқы сатып алу құны төмен болады. Дегенмен, меншіктің жалпы құнына мұнайды сынау, сүзу және кейіннен жоюға арналған үздіксіз техникалық қызмет көрсету шығындары кіруі керек. Тиісті техникалық қызмет көрсетумен олардың қызмет ету мерзімі 30-40 жылды құрайды.

Жүк трансформаторлары бастапқы құны жоғарырақ - әдетте бірдей рейтингтегі майға батырылған қондырғыларға қарағанда 20-30%-ға жоғары. Өндіріс процесі озық технологиялар мен мамандандырылған жабдықтарды қажет етеді. Дегенмен, олар орнатуда үнемдеуді (майды сақтауға арналған шұңқырлар қажет емес) және жабдықтың өмірлік циклі кезінде техникалық қызмет көрсетуді азайтуды ұсына алады. Ішкі, қауіпсіздік тұрғысынан маңызды қондырғылар үшін меншіктің жалпы құны құрғақ типті конструкцияларға қолайлы болуы мүмкін.

Артықшылықтар

Жетілген, дәлелденген технология әлемдегі ең үлкен орнатылған базасымен

Керемет салқындату тиімділігі - майдың жоғары жылу сыйымдылығы ыстық нүктелердің температурасын тиімді түрде төмендетеді

Жоғары шамадан тыс жүктеме мүмкіндігі - номиналды сыйымдылықтың 150%-ына дейінгі қысқа мерзімді жүктемелерді көтере алады

Төмен бастапқы құн құрғақ типтегі эквиваленттермен салыстырғанда кВА-ға шаққанда

Ұзақ қызмет ету мерзімі - тиісті күтіммен әдетте 30-40 жыл қызмет етеді

Кеңірек сыйымдылық және кернеу диапазоны - шағын тарату қондырғыларынан бастап 1000 кВ EHV тарату трансформаторларына дейін

Екі таңбалы жағдайлар

Өрт қаупі - минералды май тез тұтанатындықтан, өрттен қорғау шараларын қажет етеді

Қоршаған ортаға қауіп - минералды май биологиялық ыдырамайды және ағып кеткен жағдайда топырақ пен суды ластайды

Жоғары техникалық қызмет көрсету - майды үнемі тексеруді, сүзуді және ағып кетуді тексеруді қажет етеді

Шектеулі үй ішінде пайдалану - әдетте ашық қосалқы станциялармен немесе арнайы өртке қарсы бөлмелермен шектеледі

Ылғалға сезімталдық - май ауадан ылғалды сіңіреді, диэлектрлік беріктікті төмендетеді және трансформатордың қызмет ету мерзімін қысқартады

Артықшылықтар

Өртке қауіпсіз - өздігінен сөнетін материалдар, жанғыш сұйықтықтарсыз, үй ішіндегі және жер асты қондырғыларына өте ыңғайлы

Экологиялық таза - майсыз, топырақтың немесе судың ластану қаупі жоқ, улы газдар жоқ

Аз қызмет көрсету - тек мерзімді тазалау қажет, майды сынау немесе сүзу қажет емес

Ылғалға төзімді - эпоксидті шайырмен қаптау орамаларды ылғалдан, шаңнан және химиялық заттардан қорғайды

Ішкі орнату - жүктеме орталықтарына жақын ғимараттардың ішіне орналастыруға болады, бұл кабель шығындарын үнемдейді

Дереу тапсырыс беруге болады ұзақ уақыт бойы әрекетсіздіктен кейін

Екі таңбалы жағдайлар

Жоғары бастапқы құн - әдетте майға батырылған аналогтарына қарағанда 20-30%-ға қымбатырақ

Шектеулі шамадан тыс жүктеме мүмкіндігі - әдетте номиналды қуаттылықта жұмыс істеуге арналған

Төмен қуат тығыздығы - мұнай конструкцияларымен салыстырғанда бірдей рейтинг үшін көбірек физикалық кеңістік қажет

Жоғары шығындар - зерттеулер маймен толтырылған қондырғылармен салыстырғанда жүктеме және жүктемесіз шығындардың жоғары екенін көрсетеді

Сыйымдылық шектеулері - әдетте көптеген қолданбалар үшін <=2000 кВА рейтингісімен және <=35 кВ кернеуімен шектеледі

Өндіру күрделілігі - озық технологиялар мен арнайы жабдықтарды қажет етеді

1-сұрақ: Ішкі орнату үшін қандай трансформатор түрі қауіпсіз?

Құрғақ типті трансформаторлар үй ішінде пайдалану үшін қауіпсіз, себебі олардың құрамында жанғыш сұйықтықтар жоқ. Олар көп қабатты ғимараттар, ауруханалар, деректер орталықтары, сауда орталықтары және жер асты қосалқы станциялары үшін әдепкі таңдау болып табылады.

С2: Майға батырылған трансформаторларды үй ішіне орнатуға бола ма?

Иә, бірақ олар өртке төзімді бөлмелерді, май жинайтын шұңқырларды және өрт сөндіру жүйелерін қажет етеді. Бұл орнату құнын және күрделілігін айтарлықтай арттырады. Көптеген үй ішіндегі қолданбалар үшін құрғақ типті трансформаторларға артықшылық беріледі.

С3: Қай түріне техникалық қызмет көрсету шығындары төмен?

Жүк трансформаторлары техникалық қызмет көрсету шығындары айтарлықтай төмен. Олар тек ауа өткізгіштерін мезгіл-мезгіл тазалауды және қосылыстарды көзбен тексеруді қажет етеді. Майға батырылған қондырғылар үнемі май сынамасын алуды, DGA сынағын, сүзгілеуді және ағып кетуді бақылауды қажет етеді.

4-сұрақ: Эфир майы трансформаторлары минералды май түрлеріне қарағанда қауіпсіз бе?

Иә. Табиғи және синтетикалық эфир майларының тұтану температурасы әлдеқайда жоғары (300°C жоғары), K класының өрт қаупі ретінде жіктеледі (IS:13503-2013) және биологиялық ыдырайтын. Олар минералды маймен салыстырғанда өрт қаупін және қоршаған ортаға әсерді айтарлықтай азайтады.

5-сұрақ: Әр түрдің типтік өмір сүру ұзақтығы қандай?

Масаға топырған трансформаторлар әдетте соңғы 30-40 жыл тиісті техникалық қызмет көрсетумен. Құрғақ типті трансформаторлар да қол жеткізе алады 30+ Жыл жоғары сапалы шайыр капсуляциясымен және тиісті күтіммен. Нақты қызмет ету мерзімі жүктемеге, қоршаған орта температурасына және техникалық қызмет көрсету сапасына байланысты.

6-сұрақ: Қайсысы энергияны тиімдірек пайдаланады?

Масаға топырған трансформаторлар әдетте ұқсас рейтингтегі құрғақ типті трансформаторлармен салыстырғанда жүктеме және жүктемесіз шығындар аз болады. Дегенмен, тиімділік сипаттамалары өндіруші мен дизайнға байланысты өзгереді. Екі түрі де көптеген елдерде нормативтік тиімділік стандарттарына сәйкес келуі керек.

7-сұрақ: Құрғақ типті трансформаторлар шамадан тыс жүктеме жағдайларына төтеп бере ала ма?

Жүк трансформаторлары май конструкцияларымен салыстырғанда шамадан тыс жүктеме мүмкіндігі шектеулі. Олар әдетте номиналды қуаттылықта жұмыс істеуге арналған. Дегенмен, мәжбүрлі ауамен салқындату (желдеткіштер) арқылы кейбір модельдер қысқа мерзім ішінде 40%-ға дейін қосымша жүктемеге төтеп бере алады.

Майға батырылған және құрғақ типті тарату трансформаторлары арасындағы таңдау абсолютті түрде қайсысы «жақсырақ» екендігі туралы емес, сіздің нақты қолданысыңызға қайсысы жақсырақ сәйкес келетіндігі туралы.

Масаға топырған трансформаторлар электр желісінің негізгі жұмыс күші болып қала береді. Олар жоғары салқындату тиімділігін, тамаша шамадан тыс жүктеме мүмкіндігін, төмен бастапқы құнын және бір ғасырдан астам уақыт бойы дәлелденген тәжірибесін ұсынады. Олар өрт қаупі басқарылатын және кеңістік шектелмейтін ашық қосалқы станциялар, өнеркәсіптік қондырғылар және коммуналдық тарату желілері үшін әдепкі таңдау болып табылады.

Жүк трансформаторлары қауіпсіздігі, қоршаған ортаға зиянсыздығы және техникалық қызмет көрсетудің төмен талаптарына байланысты нарықтағы үлесі артып келеді. Олар үй ішіндегі қолданбалар, ғимараттар, деректер орталықтары, ауруханалар және өрт қауіпсіздігі мен қоршаған ортаны қорғау талаптарына сай болу маңызды кез келген қондырғы үшін айқын таңдау болып табылады.

Таңдау жасаған кезде келесі негізгі факторларды ескеріңіз:

1. Орнату орны - үй ішінде ме, әлде сыртта ма?

2. Өрт қауіпсіздігі талаптары - жергілікті кодтар немесе сақтандыру шектеулері бар ма?

3. Жөндеу мүмкіндіктері - Сізде мұнайды үнемі тексеріп отыратын қызметкерлер бар ма?

4. Жүктеме профилі - жиі немесе тұрақты шамадан тыс жүктемелер бола ма?

5. Меншіктің жалпы құны - тек сатып алу бағасы ғана емес, сонымен қатар өмірлік цикл шығындары

6. Қоршаған ортаны қорғау нормалары - мұнайды сақтау немесе жою мәселе ме?

Екі технология да дамуын жалғастыруда. Эфир майлары майға батырылған трансформаторларды қауіпсіз және экологиялық таза етуде, ал эпоксидті шайырлар мен салқындату жүйелеріндегі жетістіктер құрғақ типті конструкциялардың мүмкіндіктерін кеңейтуде. Олардың негізгі айырмашылықтарын - орта, қауіпсіздік, өнімділік, техникалық қызмет көрсету және құнын түсіну сіздің қолданбаңыз үшін сенімді, тиімді және қауіпсіз қуат беретін трансформаторды таңдауыңызға кепілдік береді.