Hoe kies je een drogetransformator?

1. Temperatuurregelingssysteem

Een van de belangrijkste oorzaken van transformatorfouten is isolatieschade, en het grootste gevaar voor isolatie komt van het overschrijden van de toegestane temperatuurgrens van de windingen. Daarom zijn het monitoren van de temperatuur en het implementeren van alarmsystemen voor in bedrijf zijnde transformatoren essentieel. Hieronder wordt het temperatuurregelingssysteem aan de hand van de TTC-300 als voorbeeld uitgelegd.

1.1 Automatische koelventilatoren

Een thermistor wordt vooraf ingebed op de heetste plek van de laagspanningswinding om temperatuursignalen te verkrijgen. Op basis van deze signalen wordt de ventilatorbediening automatisch aangepast. Wanneer de transformatorbelasting toeneemt, stijgt de temperatuur overeenkomstig. De thermistor reageert op deze verandering: wanneer de temperatuur 110°C bereikt, start de ventilator automatisch om afkoeling te bieden; wanneer de temperatuur daalt onder de 90°C, ontvangt de ventilator het temperatuursignaal en stopt met draaien.

1.2 Trip- en alarmfuncties

PTC-thermistoren worden vooraf ingebed in de laagspanningswinding om de temperatuur van de windingen en kern te monitoren en te meten. Als de windingstemperatuur 155°C overschrijdt, activeert het systeem een overtemperatuuralarmsignaal. Als de temperatuur boven de 170°C stijgt, kan de transformator niet langer veilig werken, dus wordt er een tripsignaal naar het secundaire beschermingscircuit gestuurd, waardoor de transformator snel reageert met een trippende actie.

1.3 Temperatuurweergave

Thermistoren worden in de laagspanningswindingen ingebed. De temperatuur wordt gemeten via weerstand en uitgevoerd als een analoog stroomsignaal van 4-20 mA voor weergave. Voor verbinding met computers kan een communicatieinterface worden toegevoegd om externe overdracht tot 1.200 meter mogelijk te maken. Bovendien kan één zender tegelijkertijd tot 31 transformatoren monitoren. De thermistorsignalen activeren ook overtemperatuuralarmen en tripacties, wat de prestaties van het temperatuurbeschermingssysteem verder verhoogt.

2. Beschermingsmethoden

De keuze van de behuizing is ook belangrijk voor de transformatorbescherming en moet gebaseerd zijn op beschermingsvereisten en gebruiksomstandigheden, wat resulteert in verschillende behuizingstypen. Meestal worden IP20-behuizingen gekozen voor transformatoren—een standaardkeuze voornamelijk bedoeld om dieren zoals katten, ratten, slangen en vogels, evenals vreemde objecten groter dan 12 mm in diameter, te voorkomen dat ze binnendringen en kortsluitingen of andere ernstige ongelukken veroorzaken, waardoor levensgevaarlijke delen beschermd worden. Voor buitenverlichte transformatoren is een IP23-gerateerde behuizing vereist. Naast de bovengenoemde functies biedt deze ook bescherming tegen waterdruppels die tot 60 graden van verticaal vallen. Dit kan echter de warmteafgiftecapaciteit van de transformator beïnvloeden, dus aandacht moet besteed worden aan de werkzaamheden.

3. Koelmethoden

Drogetransformatoren omvatten voornamelijk twee types: natuurlijke luchtbeheersing en gedwongen luchtbeheersing. Natuurlijke luchtbeheersing wordt voornamelijk gebruikt voor transformatoren die continu binnen hun nominale capaciteit werken. Gedwongen luchtbeheersing kan de uitvoercapaciteit van de transformator met 50% verhogen. Deze methode wordt voornamelijk toegepast bij tussentijdse belastingen of noodsituaties. Tijdens dergelijke belasting neemt zowel de impedantiespanning als de belastingsverliezen onnatuurlijk toe, wat economisch gezien niet gunstig is. Het is daarom niet raadzaam om de transformator langdurig in deze overbelaste staat te houden.

4. Overbelastingscapaciteit

De overbelastingscapaciteit van een transformator wordt beïnvloed door meerdere factoren, dus de overbelastingscapaciteit moet rationeel gepland en benut worden. De volgende aspecten moeten worden overwogen:

• Transformatorcapaciteit gepast verminderen. Overweging kan worden gegeven aan kortstondige impactoverbelastingen die optreden tijdens de werking van apparatuur zoals staalwalserijen en lasapparaten. Door de overbelastingscapaciteit van de transformator te benutten, kan de capaciteit worden verlaagd—dit is een effectieve manier om de overbelastingscapaciteit te benutten. Bovendien, voor ongelijkmatig belaste gebieden zoals openbare verlichting in woonwijken, entertainment- en culturele faciliteiten, airconditioningsystemen en winkelcentra, kan de overbelastingscapaciteit van de transformator worden benut om de capaciteit gepast te verkleinen, waardoor de transformator tijdens piekuren dicht bij volle belasting of tijdelijk in overbelaste toestand kan werken.

• Reservecapaciteit of aantal eenheden verminderen: In sommige locaties leiden hoge redundantieverplichtingen voor transformatoren ertoe dat in ingenieursontwerpen oversized en excessieve aantallen eenheden worden geselecteerd. Door de overbelastingscapaciteit van drogetransformatoren te benutten, kan de reservecapaciteit worden verlaagd bij het plannen. Het aantal back-up-eenheden kan ook worden verminderd. Wanneer een transformator onder overbelasting werkt, moet de werktemperatuur nauwkeurig in de gaten worden gehouden. Als de temperatuur stijgt tot 155°C (een alarm zal afgaan), moeten direct maatregelen worden genomen (bijvoorbeeld niet-kritische belastingen afschakelen) om de veilige elektriciteitsvoorziening van kritieke belastingen te waarborgen.

5. Laagspanningsuitgangsmethoden en interfacecoördinatie voor drogetransformatoren

Drogetransformatoren bevatten geen olie, waardoor risico's op brand, explosie of vervuiling worden uitgesloten. Daarom eisen elektrische codes en regelgevingen niet dat ze in aparte kamers worden geïnstalleerd. Vooral voor de nieuwere SC(B)9-serie, met aanzienlijk verminderde verliezen en geluidsniveaus, is het nu haalbaar om drogetransformatoren in dezelfde schakelruimte te plaatsen als laagspanningspanelen.

5.1 Standaard laagspanningsafgesloten busbar

Als het project afgesloten busbars (ook bekend als plug-in of compacte busducts) gebruikt, kan de bijbehorende transformator worden voorzien van standaard afgesloten busbarterminals voor gemakkelijke aansluiting op externe busbars. Voor producten met behuizingen (IP20) wordt een flens voor de afgesloten busbar op de bovenkant van de behuizing geleverd. Voor producten zonder behuizing (IP00) worden alleen de busbar-aansluitterminals geleverd.

5.2 Standaard horizontale zijuitgang (laagspanning)

Wanneer de transformator naast een laagspanningsschakelpaneel wordt geplaatst, kunnen horizontale zijuitgangen op de transformator worden voorzien voor gemakkelijke terminalverbinding. Deze configuratie wordt meestal gekoppeld aan laagspanningspanelen zoals GGD, GCK en MNS. De transformatorfabrikant en schakelkastenfabrikant moeten een coördinatieovereenkomst ondertekenen om gedetailleerde interfaceafmetingen te bevestigen en soepele installatie ter plaatse te waarborgen.

5.3 Standaard verticale zijuitgang (laagspanning)

Deze zijuitgang maakt gebruik van verticale busbars en is in principe vergelijkbaar met de horizontale zijuitgang. Wanneer de transformator wordt gebruikt met Domino-stijl verticaal gerangschikte schakelkasten, kan de transformator laagspanningszijuitgangen bieden.

China heeft een zeer hoog productievolume van drogetransformatoren bereikt op basis van harsgeïsoleerde materialen en heeft nu een significante positie wereldwijd, met productie en verkoop die wereldwijd op de eerste plaats staan. De leidende productietechnologie is ook indrukwekkend. De toepassing en technische promotie van deze transformatoren hebben een zeer veelbelovende toekomst, dankzij het lange-termijn ontwikkelingspotentieel in de productie. De belangrijkste voordelen zijn als volgt samengevat:

• Lage energieverbruik en lage geluidsniveaus: Lagere siliconstaalbladverliezen, structurele voordelen van foliewindingen, strakkere verbindingen in gestapeld kernen vergeleken met traditionele ontwerpen—allemaal dragen bij tot een milieuvriendelijker geïntegreerd ontwerp van drogetransformatoren. Met verdere promotie van deze technologieën, gecombineerd met lage geluidsniveaus en de integratie van nieuwe technologieën en processen, zullen toekomstige transformatoren nog stiller, milieuvriendelijker en energie-efficiënter zijn.

• Hoge betrouwbaarheid: Productbetrouwbaarheid en -kwaliteit zijn belangrijke zorgen voor consumenten geworden. Door elk productieproces te onderzoeken, is de betrouwbaarheid van de transformatoren geverifieerd en verder verbeterd, wat bijdraagt aan een verlengde levensduur en verhoogde betrouwbaarheid. Dit is vooral duidelijk in fundamenteel ingenieursonderzoek.

• Milieu-certificering: De basismilieunorm is HD464. Onderzoek en certificering worden uitgevoerd op klimaatbestendigheidsklassen C0/C1/C2, milieu-veerkrachtigheidsklassen E0/E1/E2 en brandbestendigheidsklassen F0/F1/F2.

• Verhoogde capaciteit: Drogetransformatoren worden voornamelijk gebruikt als distributietransformatoren, met capaciteiten variërend van 50 kVA tot 2.500 kVA. Hun toepassing breidt zich nu uit naar het domein van krachttransformatoren, met capaciteiten die 10.000 kVA tot 20.000 kVA bereiken. Deze expansie wordt gedreven door toenemende stedelijke elektriciteitsvraag en de groei van netwerken, wat leidt tot meer stedelijke belastingscentra en bredere toepassing van grote-capaciteit krachttransformatoren.

• Comprehensieve functionaliteit: Moderne transformatoren zijn structureel uitgerust met beschermende behuizingen, gedwongen koeling, temperatuurmonitoringinterfaces, instrumenttransformatoren, energiemeting en andere functies. De ontwikkeling van transformatoren gaat richting volledig geïntegreerde functionele ontwerpen.

• Uitgebreide toepassingsgebieden: Het domein dat gedomineerd wordt door distributietransformatoren breidt zich uit naar multi-veld, grote-platformtoepassingen.