Kako izabrati suhoj transformator?

1. Sistem kontrole temperature

Jedan od glavnih uzroka otkaza transformatora je oštećenje izolacije, a najveća prijetnja izolaciji dolazi od prekoračenja dopuštenog granicnog temperature vezanja. Stoga su ključni nadzor temperature i implementacija sistema alarmiranja za radne transformatore. U nastavku se opisuje sistem kontrole temperature korišćenjem TTC-300 kao primera.

1.1 Automatski hladnjaci

Termistor je unapred ugrađen na najtopliju tačku niskonaponskog vezanja kako bi se dobili signali temperature. Na osnovu ovih signala automatski se prilagođava rad ventilatora. Kada se opterećenje transformatora poveća, temperatura se odgovarajuće povećava. Termistor reaguje na tu promenu: kada temperatura dostigne 110°C, ventilator automatski započinje da pruža hlađenje; kada temperatura padne ispod 90°C, ventilator prima signal temperature i prestaje sa radom.

1.2 Funkcije isključivanja i alarmiranja

PTC termistori su unapred ugrađeni u niskonaponsko vezanje kako bi se nadgledala i merila temperatura vezanja i jezgra. Ako temperatura vezanja premaši 155°C, sistem aktivira signal alarma o prekomernoj temperaturi. Ako temperatura poraste iznad 170°C, transformator više ne može sigurno raditi, pa se šalje signal isključivanja sekundarnom zaštiti, što dovodi do brzog odgovora transformatora s dešifrovanjem.

1.3 Prikaz temperature

Termistori su ugrađeni u niskonaponsko vezanje. Temperatura se meri putem otpora i emitira kao analogni strujni signal od 4–20 mA za prikaz. Za povezivanje sa računarom može se dodati komunikacioni interfejs koji omogućava daljinsku transmisiju na rastojanje do 1.200 metara. Takođe, jedan predajnik može istovremeno nadgledati do 31 transformatora. Signali termistora takođe aktiviraju alarme o prekomernoj temperaturi i akcije isključivanja, čime se dodatno poboljšava performansa sistema zaštite temperature.

2. Metode zaštite

Izbor ohiđaja je takođe važan za zaštitu transformatora i treba da se temelji na zahtevima za zaštitu i uslovima korišćenja, što rezultira različitim tipovima ohiđaja. Obično se za transformatore bira IP20 ohiđaj – standardni izbor primarno namenjen za sprječavanje ulaska životinja poput mačaka, miševa, zmija i ptica, kao i tijela većih od 12 mm u prečniku, kako ne bi došlo do kraćenja ili drugih ozbiljnih nesreća, čime se zaštite žive dijelove. Za vanjske transformatore potreban je ohiđaj sa ocjenom IP23. Osim gore navedenih funkcija, on pruža zaštitu od padajućih kapljica vode pod kutom do 60 stepeni od vertikale. Međutim, to može utjecati na sposobnost hlađenja transformatora, pa je potrebno paziti na operativnu sposobnost.

3. Metode hlađenja

Suhi transformatori uglavnom uključuju dva tipa: prirodno zračno hlađenje i prisilno zračno hlađenje. Prirodno zračno hlađenje se uglavnom koristi za transformatore koji se neprekidno koriste u okviru njihove nominalne sposobnosti. Prisilno zračno hlađenje može povećati izlaznu sposobnost transformatora za 50%. Ovaj metod se uglavnom primjenjuje za periodična opterećenja ili hitne preopterećenja. Međutim, tokom takvog opterećenja, oba impedansna napona i gubitci opterećenja se nepravilno povećavaju, što nije ekonomično. Stoga se ne preporučuje dugotrajno držati transformator u tom preopterećenom stanju.

4. Sposobnost preopterećenja

Sposobnost preopterećenja transformatora utiče na mnoge faktore, stoga je nužno racionalno planirati i koristiti njegovu sposobnost preopterećenja. Treba uzeti u obzir sljedeće aspekte:

• Podesno smanjiti sposobnost transformatora. Mogu se uzeti u obzir kratkotrajna preopterećenja koja se javljaju tijekom rada opreme poput laminatorskih zavoda i švarske opreme. Iskoristivši sposobnost preopterećenja transformatora, može se smanjiti sposobnost – to je učinkovit način korištenja sposobnosti preopterećenja. Takođe, za neravnomerno opterećene područja poput javnog osvetljenja, zabavnih i kulturnih objekata, sustava klimatizacije i trgovina, mogu se iskoristiti sposobnosti preopterećenja transformatora kako bi se podesno smanjila njegova sposobnost, omogućujući transformatoru da radi blizu punog opterećenja ili periodično u preopterećenom stanju tijekom vrhunskih radnih sati.

• Smanjiti rezervnu sposobnost ili broj jedinica: Na nekim lokacijama, visoke zahteve za redundantnost transformatora dovode do odabira prevelikih i prekomitih brojeva jedinica u inženjerskim projektima. Iskoristivši sposobnost preopterećenja suhih transformatora, može se smanjiti rezervna sposobnost prilikom planiranja. Broj rezervnih jedinica takođe se može smanjiti. Kada transformator radi u preopterećenom stanju, njegov radni temperature moraju biti pažljivo praćeni. Ako temperatura poraste na 155°C (aktivira se alarm), trebaju se odmah poduzeti mjere smanjenja opterećenja (npr. odsecanje nekritičnih opterećenja) kako bi se osiguralo sigurno snabdijevanje električnom energijom kritičnih opterećenja.

5. Niskonaponske metode isporuke i koordinacija sučelja za suhe transformatore

Suhi transformatori ne sadrže ulja, eliminirajući rizike od požara, eksplozije ili zagađenja. Zbog toga, električni kodeks i propisi ne zahtijevaju njihovu instalaciju u posebnim sobama. Posebno za noviju seriju SC(B)9, sa značajno smanjenim gubitcima i nivoima buke, postalo je moguće postaviti suhe transformatore u istoj sobi sa niskonaponskim panelima.

5.1 Standardni niskonaponski zatvoreni busbar

Ako se u projektu koriste zatvoreni busbari (poznati i kao plug-in ili kompaktni bus ducts), odgovarajući transformator može biti opremljen standardnim zatvorenim busbar terminalima za lakso spajanje na vanjske busbare. Za proizvode sa ohiđajem (IP20), na vrhu ohiđaja je pružena flensa za zatvoreni busbar. Za proizvode bez ohiđaja (IP00), pruženi su samo terminali za spajanje busbara.

5.2 Standardni horizontalni bočni izlaz (niskonapon)

Kada je transformator postavljen pored niskonaponskog sklopstva, mogu se pružiti horizontalni bočni izlazi na transformatoru za lakso spajanje terminala. Ova konfiguracija se obično poklapa sa niskonaponskim panelima poput GGD, GCK i MNS. Proizvođač transformatora i proizvođač sklopstva moraju potpisati sporazum o koordinaciji kako bi se potvrdile detaljne dimenzije sučelja i osigurala gladka montaža na terenu.

5.3 Standardni vertikalni bočni izlaz (niskonapon)

Ovaj bočni izlaz koristi vertikalne busbare i u principu je sličan horizontalnom bočnom izlazu. Kada se transformator koristi sa Domino stilom vertikalno raspoređenim sklopstvima, transformator može pružiti niskonaponske bočne izlaze.

Kina je postigla vrlo visoku proizvodnju suhih transformatora baziranih na resinskim izolacionim materijalima i sada ima značajnu poziciju na globalnoj razini, sa proizvodnjom i prodajom koje su prve na svijetu. Vodeća tehnologija proizvodnje je takođe impresivna. Primjena i tehničko promicanje ovih transformatora imaju vrlo obetavu budućnost, zbog dugoročnog potencijala u proizvodnji. Glavne prednosti su sažete na sljedeći način:

• Niska potrošnja energije i niska buka: Niži gubitci silikatne čelike, strukturne prednosti folijskih vezanja, čvrstiji spojevi u stupnatim jezgrima u usporedbi s tradicionalnim dizajnima – sve to doprinosi većoj prijateljstvu prema okruženju u integralnom dizajnu suhih transformatora. Sa dubljim promicanjem ovih tehnologija, kombinirano s niskim nivoima buke i uključivanjem novih tehnologija i procesa, budući transformatori će biti još tiši, prijateljstveniji prema okruženju i energetski učinkovitiji.

• Visoka pouzdanost: Pouzdanost proizvoda i kvalitet postali su ključni problemi za potrošače. Istraživanjem svakog procesa proizvodnje, pouzdanost transformatora je verificirana i dalje poboljšana, doprinoseći produženom vremenu života i povećanoj pouzdanosti. To je posebno vidljivo u fundamentalnim inženjerskim istraživanjima.

• Certifikacija okoliša: Osnovni standard okoliša je HD464. Istražuju se i certificiraju klimatske rezistentne klase C0/C1/C2, okolišne izdržljive klase E0/E1/E2 i vatrenouporne klase F0/F1/F2.

• Povećana sposobnost: Suhi transformatori se uglavnom koriste kao distribucijski transformatori, sa sposobnostima od 50 kVA do 2.500 kVA. Njihova primjena se sada širi u domen snage, sa sposobnostima koje dosegu 10.000 kVA do 20.000 kVA. Ovo proširenje pokreće rastuća urbana potreba za električnom energijom i rast mreža, što dovodi do većeg broja urbanih centara opterećenja i šire primjene velikih kapacitetnih transformatora snage.

• Kompleksne funkcionalnosti: Moderni transformatori su strukturno opremljeni zaštitnim ohiđajima, prisilnim hlađenjem, sučeljima za nadzor temperature, instrument tranformatorima, mjerenjem snage i drugim funkcijama. Razvoj transformatora ide u smjeru potpuno integriranih funkcionalnih dizajna.

• Proširena polja primjene: Domen dominirani distribucijskim transformatorima se proširuje na multi-polja, velika platformska primjene.