Kako izbrati suho transformator?

1. Sistem za nadzor temperature

Ena izmed glavnih vzrokov za odpoved transformatorja je poškodba izolacije, in največja grožnja izolaciji pride, ko se preseže dovoljena temperaturna meja vijakov. Zato je ključno, da se spremlja temperatura in uvede alarmni sistem za delujoče transformatorje. Spodaj je predstavljen sistem za nadzor temperature na primeru TTC-300.

1.1 Samodejni hladišči

Termistor je predhodno vgrajen v najtoplije mesto nizkonapetostnega vijaka, da bi pridobil signale temperature. Na podlagi teh signalov se samodejno prilagodi delovanje ventilatorja. Ko se poveča obremenitev transformatorja, se ustrezno poveča tudi temperatura. Termistor reagira na to spremembo: ko doseže temperatura 110°C, se ventilator samodejno vklopi, da zagotovi hladilnost; ko pa temperatura pada pod 90°C, prejme termistor signal temperature in se ustavi.

1.2 Funkcija prekinitve in alarmiranja

PTC termistorji so predhodno vgrajeni v nizkonapetostni vijak za spremljanje in merjenje temperature vijakov in jedra. Če preseže temperatura vijakov 155°C, sistem sproži alarmni signal o prekomerni temperaturi. Če se temperatura poveča nad 170°C, transformator ne more več varno delovati, zato se pošlje signal prekinitve sekundarnemu zaščitnemu krogu, kar povzroči, da se transformator hitro odzove z dejanjem prekinitve.

1.3 Prikaz temperature

Termistorji so vgrajeni v nizkonapetostne vijake. Temperatura se meri preko upora in izhaja kot analogni tokovni signal 4–20 mA za prikaz. Za povezavo z računalnikom lahko dodate komunikacijski vmesnik, ki omogoča oddaljeno prenos do 1.200 metrov. Dodatno lahko en posiljalnik hkrati spremlja do 31 transformatorjev. Signali termistorjev tudi sprožijo alarime o prekomerni temperaturi in dejanja prekinitve, kar še naprej izboljšuje delovanje sistema za zaščito temperature.

2. Metode zaščite

Izbira oklepaja je tudi pomembna za zaščito transformatorja in mora biti temeljita na zahtevah za zaščito in okoliščinah uporabe, kar vodi do različnih vrst oklepajev. Običajno se za transformatorje izbere oklepaj IP20 – standardna izbira, ki je predvsem namenjena za preprečevanje vnosa živali, kot so mačke, miši, zmaji in ptice, ter tuje predmete, večji od 12 mm v premeru, ki bi lahko povzročili kratkosti ali druge resne nesreče, tako da zaščiti žive dele. Za zunanske transformatorje je potreben oklepaj s stopnjo zaščite IP23. Poleg zgornjih funkcij zagotavlja tudi zaščito pred padajočimi kapljicami vdeleženosti do 60 stopinj od vertikale. Vendar to lahko vpliva na sposobnost toplotnega odvoda transformatorja, zato je treba pozornost posvetiti delovni kapacitnosti.

3. Metode hladilnosti

Suhi transformatorji vključujejo predvsem dva tipa: naravno hladilno zrakom in prisilno hladilno zrakom. Naravno hladilno zrakom se uporablja predvsem za transformatorje, ki delujejo neprekinjeno znotraj njihove nominirane kapacitete. Prisilno hladilno zrakom se lahko izhodna kapaciteta transformatorja poveča za 50%. Ta metoda se uporablja predvsem za intermitentne obremenitve ali nujne preobremenitve. Vendar se med takšnim obremenjevanjem oba uporni napetosti in obremenitveni izgube nenavadno povečata, kar ni ekonomsko. Zato ni priporočljivo, da se transformator dolgo časa ohranja v tem stanju preobremenitve.

4. Kapaciteta preobremenitve

Kapaciteta preobremenitve transformatorja je vplivana z mnogimi faktorji, zato mora biti njegova kapaciteta preobremenitve racionalno načrtovana in uporabljena. Nekateri aspekti, ki jih je treba upoštevati, so:

• Ustrezen zmanjšek kapacitete transformatorja. Lahko se upošteva kratkoročna preobremenitev, ki nastane med delovanjem opreme, kot so valjarske tovarne in varilne stroji. Z uporabo kapacitete preobremenitve transformatorja se lahko zmanjša kapaciteta – to je učinkovit način uporabe kapacitete preobremenitve. Dodatno se lahko za neravnomerno obremenjene območja, kot so javna razsvetljava, zabavni in kulturni objekti, sistemi za hladilnost in nakupovalni centri, uporabi kapaciteta preobremenitve transformatorja, da se ustrezno zmanjša njegova kapaciteta, tako da transformator deluje blizu polne obremenitve ali intermitentno v stanju preobremenitve med vrhunskim časom delovanja.

• Zmanjšanje rezervne kapacitete ali števila enot: V nekaterih lokacijah visoke zahteve glede redundancnosti transformatorjev vodijo do izbire prevelikih in prevelikih števil enot v inženirskih načrtih. Z uporabo kapacitete preobremenitve suhih transformatorjev se lahko rezervna kapaciteta zmanjša pri načrtovanju. Število rezervnih enot se lahko tudi zmanjša. Ko transformator deluje v stanju preobremenitve, mora biti njegova delovna temperatura tesno spremljana. Če se temperatura poveča na 155°C (sproži se alarm), je treba takoj sprejeti ukrepe za zmanjšanje obremenitve (npr. odstranitev nekritičnih obremenitev), da se zagotovi varna oskrba z električno energijo kritičnih obremenitev.

5. Metode izhoda nizke napetosti in uskladitev vmesnikov za suhe transformatorje

Suhi transformatorji ne vsebujejo olja, kar izključi tveganja požarov, eksplozij ali onesnaževanja. Zato elektrotehnični kodeks in predpisi ne zahtevajo, da bi bili nameščeni v ločenih sobah. Zlasti za novejšo serijo SC(B)9, s znatno zmanjšanimi izgubami in raven hrupa, postaja možno, da se suhi transformatorji postavijo v isto sobo z nizkonapetostnimi paneli.

5.1 Standardni zaprti nizkonapetostni busbar

Če projekt uporablja zaprte busbare (tudi znani kot plug-in ali kompaktni bus ducti), lahko ustrezen transformator zagotovi standardne zaprte nizkonapetostne busbarske konektorje za lažjo povezavo z zunanjimi busbarji. Za izdelke z oklepajem (IP20) je na zgornjem pokrovu oklepaja zagotovljen flanj za zaprti busbar. Za izdelke brez oklepaja (IP00) so zagotovljeni le konektorji za povezavo busbara.

5.2 Standardni horizontalni bočni izhod (nizka napetost)

Ko je transformator postavljen stransko z nizkonapetostnim sklopom, se lahko na transformatorju zagotovijo horizontalni bočni izhodi za lažjo povezavo konektorjev. Ta konfiguracija je običajno usklajena z nizkonapetostnimi paneli, kot so GGD, GCK in MNS. Proizvajalec transformatorja in proizvajalec sklopov morata podpisati sporazum o uskladitvi, da bi potrdili podrobne dimenzije vmesnikov in zagotovili gladko namestitev na mestu.

5.3 Standardni vertikalni bočni izhod (nizka napetost)

Ta bočni izhod uporablja vertikalne busbare in je v principu podoben horizontalnemu bočnemu izhodu. Ko se transformator uporablja z Domino-stilskega vertikalno razporejenimi sklopi, lahko transformator zagotovi nizkonapetostne bočne izhode.

Kitajska je dosegla zelo visoko proizvodnjo suhih transformatorjev, temelječih na resinah, in zdaj zaseda zelo pomembno mesto na svetu, z proizvodnjo in prodajo, ki sta prvi na svetu. Vodilna tehnologija proizvodnje je tudi impresivna. Uporaba in tehnološko promocija teh transformatorjev ima zelo obetavno prihodnost zaradi dolgoročnega potenciala za proizvodnjo. Glavne prednosti so povzetke naslednje:

• Nizek poraba energije in nizek hrup: Nižje izgube silikatnih plitvic, strukturne prednosti folijskih vijakov, tesnejše stiki v korakastih jedrih v primerjavi s tradicionalnimi dizajni – vse to prispeva k višji prijaznosti do okolja v integriranem dizajnu suhih transformatorjev. Z globljim promoviranjem teh tehnologij, skupaj s nizkimi ravenmi hrupa in vključitvijo novih tehnologij in procesov, bodo prihodnji transformatorji še tišji, bolj prijazni do okolja in energijsko učinkoviti.

• Visoka zaupanja vrednost: Zanesljivost in kakovost izdelka sta postala ključna skrb spotnikov. S raziskovanjem vsakega proizvodnega procesa je bila zanesljivost transformatorjev preverjena in še naprej izboljšana, kar prispeva k podaljšanemu življenjskemu času in povečani zanesljivosti. To je posebej očitno v osnovnih inženirskih raziskavah.

• Okoljska certifikacija: Osnovni okoljski standard je HD464. Raziskave in certificiranje se opravljajo glede klimatskih odpornostnih razredov C0/C1/C2, okoljskih izdržljivostnih razredov E0/E1/E2 in odpornostnih razredov na požar F0/F1/F2.

• Povečana kapaciteta: Suhi transformatorji se predvsem uporabljajo kot distribucijski transformatorji, z kapacitetami od 50 kVA do 2.500 kVA. Njihova uporaba se zdaj razširja v domeno močnih transformatorjev, z kapacitetami, ki dosegajo 10.000 kVA do 20.000 kVA. To razširitev je pogonjena z naraščajočo električno povpraševanjem v mestih in rastjo mrež, kar vodi do več mestnih obremenitvenih centrov in širše uporabe velikokapacitetnih močnih transformatorjev.

• Komprehensivne funkcionalnosti: Moderni transformatorji so strukturno opremljeni z zaščitnimi oklepaji, prisilnim hladilnim zrakom, vmesniki za spremljanje temperature, instrumentni transformatorji, merjenje moči in drugimi funkcijami. Razvoj transformatorjev se premika v smeri popolnoma integriranih funkcionalnih dizajnov.

• Razširjeni področji uporabe: Področje, ki ga dominirajo distribucijski transformatorji, se razširja v večpodročne, velike platforme.