Является ли разделительный трансформатор трансформатором сухого типа? Понимание различий и взаимосвязи

Многие люди сталкиваются с этим вопросом при покупке или выборе распределительного трансформатора: Какова точная взаимосвязь между разделительным трансформатором и сухой трансформатор ? Является ли разделительный трансформатор тем же самым, что и трансформатор сухого типа?

Если вы тоже задавались этим вопросом, вы не одиноки. Он часто возникает, поскольку термины «разделительный» и «сухого типа» нередко употребляются вместе, хотя на самом деле описывают трансформаторы с двух совершенно разных точек зрения.

Вот краткий ответ: Разделительный трансформатор не обязательно является трансформатором сухого типа, и трансформатор сухого типа не обязательно является разделительным трансформатором. Эти понятия пересекаются, но ни одно из них не является подкатегорией другого.

Далее мы поясним это чётко с пяти точек зрения: логика классификации, определения, различия, взаимосвязи и области применения.

Чтобы понять взаимосвязь между ними, нужно знать один ключевой момент: существует несколько способов классификации трансформаторов.

Как классифицируется сухой трансформатор?

Сухой трансформатор классифицируется по среде охлаждения и среде изоляции. Согласно данному критерию, трансформаторы делятся на две основные группы: сухие трансформаторы и масляные трансформаторы.

Проще говоря, магнитопровод и обмотки сухого трансформатора не погружены в изолирующее масло; их охлаждение осуществляется за счёт циркуляции воздуха. В отличие от этого, корпус масляного трансформатора полностью погружён в изолирующее масло, а тепло отводится за счёт циркуляции масла.

Как классифицируется разделительный трансформатор?

Разделительный трансформатор классифицируется по функции или назначению. Его название происходит от вопроса: «Для чего предназначен этот трансформатор?»

К другим трансформаторам той же категории относятся: автотрансформаторы, трансформаторы стабилизаторов напряжения, выпрямительные трансформаторы и управляющие трансформаторы. Основная функция разделительного трансформатора — электрическое разделение, а не преобразование напряжения.

Связь: перекрытие, а не параллельность

Поскольку классификация осуществляется по разным признакам, разделительные и сухие трансформаторы перекрываются. Один из них может включать другой:

Разделительный трансформатор может быть сухим: Трансформатор с заливкой эпоксидной смолой и функцией разделения 1:1 одновременно является и разделительным, и сухим трансформатором.

Разделительный трансформатор может также быть маслонаполненным: Трансформатор, погружённый в масло для обеспечения электрического разделения в специальных применениях, является разделительным трансформатором, но не сухим трансформатором.

Сухой трансформатор может не быть разделительным трансформатором: Стандартный сухой распределительный трансформатор 10 кВ/0,4 кВ предназначен в первую очередь для преобразования напряжения и не акцентирует внимание на функции разделения.

Считать «изолирующий» и «сухой» одно и то же — всё равно что считать «седан» и «белый автомобиль» одним и тем же. Это два разных подхода к классификации. Они пересекаются, но не являются тождественными.

Определение

Изолирующий трансформатор — это трансформатор, в котором входная обмотка и выходная обмотка электрически изолированы друг от друга . Его принцип действия такой же, как у любого трансформатора: передача энергии осуществляется посредством электромагнитной индукции. Однако между первичной и вторичной сторонами отсутствует прямое электрическое соединение — существует только магнитная связь.

Принцип работы

Наиболее важная особенность изолирующего трансформатора заключается в том, что вторичная сторона «плавает» относительно земли . В обычной сетевой электропитании один провод (фазный провод) имеет потенциал 220 В относительно земли. Прикосновение к нему может вызвать поражение электрическим током. Во вторичной цепи изолирующего трансформатора нет соединения с землёй. Поэтому разности потенциалов нет между любой вторичной жилой и землёй. При прикосновении человека к одной лишь вторичной жиле замкнутая цепь не образуется, что предотвращает поражение электрическим током.

Кроме того, разделительные трансформаторы используют потери в сердечнике и электростатическую экранировку между обмотками для блокировки высокочастотных помех, передающихся со стороны первичной обмотки на сторону вторичной . Это обеспечивает более чистое электропитание для оборудования.

Основные функции

Основные функции разделительного трансформатора включают:

Безопасное отключение : защита людей от опасных напряжений

Анти-помехи : подавление высокочастотных помех и помех по синфазному каналу из электросети

Защита от импульсных перенапряжений и фильтрация : использование в качестве безопасного источника питания

соотношение 1:1 многие разделительные трансформаторы имеют коэффициент трансформации 1:1. Они не изменяют напряжение, а лишь обеспечивают гальваническую развязку.

Разделительный трансформатор может быть сухим или маслонаполненным.

Как упоминалось выше, наиболее распространённые маломощные разделительные трансформаторы (для технического обслуживания или управления) действительно относятся к сухому типу. Однако это не означает, что все разделительные трансформаторы являются сухими. В специальных промышленных применениях мощные разделительные трансформаторы также могут выполняться в маслонаполненном исполнении.

Определение

Сухой трансформатор — это трансформатор, в котором магнитопровод и обмотки не погружены в изоляционное масло . Он использует воздух или другой газ для охлаждения и изоляции.

Основные типы

Распространённые типы сухих трансформаторов включают:

Эпоксидно-заливной тип (например, серия SCB): обмотки заливаются эпоксидной смолой в вакууме. Это наиболее распространённый сегодня тип.

Пропитанный / герметизированный тип (например, серия SCBH): использует изоляционные материалы класса H, такие как бумага NOMEX, с применением процесса пропитки.

Открытый тип (например, серия SG): обмотки непосредственно подвергаются воздействию воздуха и охлаждаются за счёт циркуляции воздуха.

Особенности и преимущества

Основные преимущества сухих трансформаторов: пожаробезопасность, взрывобезопасность и экологичность . Поскольку в сухом трансформаторе отсутствует воспламеняющееся изоляционное масло, его можно устанавливать непосредственно в центре нагрузки (например, внутри многоэтажного здания или подвала). Для него не требуется отдельное помещение для трансформатора или меры противопожарной изоляции. Кроме того, он требует меньшего объёма технического обслуживания, поскольку отпадает необходимость регулярной проверки качества масла.

Сухой трансформатор не обязательно является разделительным трансформатором

Стандартный сухой распределительный трансформатор (например, SCB10-1000/10) в основном понижает напряжение с 10 кВ до 400 В для подачи питания на оборудование. Его первичная и вторичная обмотки имеют базовую изоляцию, но это отличается от функциональной электрической изоляции, на которой делается акцент в «изолирующем трансформаторе» (соотношение 1:1, плавающая вторичная обмотка и экранирование от помех).

Разделительные трансформаторы часто выполняются по сухой технологии

На практике многие разделительные трансформаторы действительно выполнены по сухой технологии, особенно малой мощности для внутреннего применения. Это связано с тем, что конструкция сухого типа с функцией разделения может быть реализована как единое устройство безопасного источника питания. Такие устройства гибки в монтаже и просты в обслуживании. Трёхфазный сухой разделительный трансформатор серии SG является типичным примером.

Трансформаторы сухого типа могут обеспечивать гальваническую развязку

С другой стороны, при необходимости гальванической развязки можно также выбрать трансформатор сухого типа с функцией развязки. Это означает добавление электростатического экранирования и изолированных обмоток к стандартному трансформатору сухого типа.

Они работают совместно в системе распределения электроэнергии

В полной системе распределения электроэнергии оба устройства могут присутствовать одновременно: сухой распределительный трансформатор понижает высокое напряжение до низкого для питания всего здания. Затем перед оборудованием с чрезвычайно высокими требованиями к качеству электроэнергии (например, операционными залами или прецизионными измерительными приборами) устанавливается отдельный изолирующий трансформатор для вторичной гальванической развязки и фильтрации питания.

Типовые области применения гальванических развязывающих трансформаторов

Гальванические развязывающие трансформаторы применяются преимущественно там, где предъявляются особые требования к безопасности и качеству электроэнергии:

Медицинские помещения — операционные и реанимационные отделения, медицинские ИТ-системы должны использовать трансформаторы гальванической развязки

Лаборатории и прецизионные приборы — осциллографы, оборудование на электронных лампах, прецизионные измерительные приборы

Системы промышленного управления — цепи управления ПЛК, силовое питание станков

Обслуживание — используются в качестве безопасного источника питания для технического обслуживания

Типовые области применения сухих трансформаторов

Сухие трансформаторы широко применяются для распределения электроэнергии и преобразования напряжения:

Небоскребы — распределительные помещения в жилых и офисных зданиях

Общественные места — станции метрополитена, аэропорты, торговые центры

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ — распределение электроэнергии в цехах промышленных предприятий

Новая энергия — повышение напряжения и распределение в солнечных и ветровых электростанциях

Сценарии перекрытия

В таких местах, как больницы, центры обработки данных и цеха точного производства , оба типа трансформаторов часто используются совместно: сухой трансформатор обеспечивает основное распределение электроэнергии, а разделительные трансформаторы обеспечивают вторичную защиту перед критически важным оборудованием.

Прежде всего уточните свою задачу: «изоляция» или «распределение»

Это первый и наиболее важный шаг.

Если вам нужно понижать высокое напряжение до низкого и питать всю систему , выберите сухой распределительный трансформатор.

Если вам нужно изолировать устройство от исходной сети, предотвратить помехи и обеспечить безопасность , выберите изолирующий трансформатор.

Затем оцените условия монтажа

Если вам требуется пожарная безопасность, взрывобезопасность и установка внутри помещений : предпочтительны сухие типы.

Если у вас есть отдельное помещение для трансформатора и чувствительность к стоимости : также допустимы маслонаполненные трансформаторы (однако изолирующие трансформаторы обычно не являются маслонаполненными в качестве первого выбора).

Чек-лист выбора

1. Емкость : рассчитывайте на основе мощности нагрузки и коэффициента мощности

2. Соотношение : изолирующие трансформаторы часто имеют соотношение 1:1; распределительные трансформаторы выбираются в зависимости от напряжения системы

3. Класс изоляции : классы B, F или H в зависимости от требований к нагреву

4. Требования к защите : необходимость электростатического экранирования для подавления помех

5. Группа векторов : например, Dyn11, что влияет на подавление гармоник и трёхфазный баланс

Распространённые недопонимания

Ошибка 1 : «Изолирующий трансформатор — это сухой трансформатор». Неверно. Их классифицируют по разным признакам.

Ошибка 2 : «Все сухие трансформаторы обеспечивают изоляцию». Неверно. Стандартные сухие распределительные трансформаторы не предназначены для изоляции.

Ошибка 3 : «Трансформатор с коэффициентом трансформации 1:1 — это изолирующий трансформатор». Не совсем так. Соотношение 1:1 — лишь характеристика коэффициента трансформации. Ключевым признаком изоляции является плавающая вторичная обмотка и наличие экранирования.

Является ли изолирующий трансформатор сухим трансформатором?

Не обязательно. Изолирующий трансформатор классифицируется по функции, а сухой трансформатор — по виду охлаждающей среды. Изолирующий трансформатор может быть как сухим, так и маслонаполненным, однако в большинстве случаев применяются сухие изолирующие трансформаторы.

Можно ли использовать сухой трансформатор для изоляции?

Да. Добавляя изолирующие обмотки и электростатическое экранирование в конструкцию сухого трансформатора, можно обеспечить гальваническую развязку. Такой продукт называют «сухим изолирующим трансформатором».

В чём разница между изолирующим и обычным трансформатором?

Обычный трансформатор предназначен в первую очередь для изменения напряжения. Хотя между первичной и вторичной обмотками имеется изоляция, гальваническая развязка в нём не является основной задачей. Основное назначение изолирующего трансформатора — полная электрическая развязка первичной и вторичной цепей, «плавающая» вторичная обмотка и, зачастую, экранирование от помех.

Должен ли изолирующий трансформатор обязательно быть сухим?

Нет. Выбор между сухим и масляным исполнением зависит от условий монтажа, мощности и требований пожарной безопасности. Для внутренней установки при высоких требованиях к пожарной безопасности предпочтительны сухие трансформаторы. В отдельных промышленных применениях с большой мощностью или особыми условиями эксплуатации могут использоваться масляные изолирующие трансформаторы.

Вернёмся к исходному вопросу: Является ли изолирующий трансформатор сухим трансформатором?

Ответ очевиден: № Изолирующий трансформатор и сухой трансформатор — это два понятия, рассматриваемые с разных точек зрения. Первое определяется по «функции», второе — по «способу охлаждения». Эти понятия пересекаются: один и тот же трансформатор может одновременно быть и изолирующим, и сухим. Однако ни одно из этих названий не охватывает полностью смысл другого.

Как только вы поймёте эту взаимосвязь, названия трансформаторов больше не будут вызывать у вас путаницу при их выборе. Настоящий вопрос, который следует задать себе, звучит так: Мне нужна «изоляция» или «распределение»? Как только это станет ясно, выбор окажется простым.