Як вибрати сухий трансформатор?

1. Система керування температурою

Однією з основних причин виходу із ладу трансформаторів є пошкодження ізоляції, а найбільша загроза для ізоляції полягає у перевищенні допустимого температурного ліміту обмоток. Тому моніторинг температури та впровадження систем попередження для трансформаторів, які працюють, є необхідними. Нижче наведено опис системи керування температурою на прикладі TTC-300.

1.1 Автоматичні вентилятори охолодження

Термістр зараніє вбудований у найгарячішу точку низьковольтної обмотки для отримання сигналів температури. На основі цих сигналів автоматично регулюється робота вентилятора. Коли навантаження трансформатора збільшується, температура відповідно підвищується. Термістр реагує на цю зміну: коли температура досягає 110°C, вентилятор автоматично запускається для забезпечення охолодження; коли температура опускається нижче 90°C, вентилятор отримує сигнал температури та зупиняється.

1.2 Функції відключення та попередження

PTC-термістри зараніє вбудовані в низьковольтну обмотку для моніторингу та вимірювання температури обмоток та серцевини. Якщо температура обмотки перевищує 155°C, система активує сигнал попередження про перегрів. Якщо температура підвищується понад 170°C, трансформатор більше не може працювати безпечно, тому надсилається сигнал відключення до вторинного захисного контуру, що призводить до швидкої реакції трансформатора з відключенням.

1.3 Відображення температури

Термістри вбудовані в низьковольтні обмотки. Температура вимірюється через опір та виводиться як аналоговий струмовий сигнал 4–20 mA для відображення. Для з'єднання з комп'ютером можна додати комунікаційний інтерфейс, що дозволяє віддалене передавання на відстань до 1,200 метрів. Крім того, один передавач може одночасно моніторити до 31 трансформаторів. Сигнали термістрів також активують попередження про перегрів та відключення, що ще більше підвищує ефективність системи захисту від перегріву.

2. Методи захисту

Вибір корпусу також важливий для захисту трансформаторів і повинен базуватися на вимогах до захисту та умовах використання, що призводить до різних типів корпусів. Зазвичай для трансформаторів обираються корпуси IP20 — стандартний вибір, головним чином призначений для запобігання входу тварин, таких як коти, шкіри, змії, птахи, а також предметів, діаметр яких більший за 12 мм, що можуть спричинити коротке замикання або інші серйозні аварії, захищаючи живі частини. Для зовнішніх трансформаторів потрібен корпус з рейтингом IP23. Окрім вищевказаних функцій, він також забезпечує захист від водяних крапель, що падають під кутом до 60 градусів від вертикалі. Проте це може вплинути на здатність трансформатора до тепловідведення, тому слід звернути увагу на працездатність.

3. Методи охолодження

Сухі трансформатори включають два основні типи: природне повітряне охолодження та примусове повітряне охолодження. Природне повітряне охолодження використовується переважно для трансформаторів, які працюють постійно в рамках їхньої номінальної потужності. Примусове повітряне охолодження може збільшити вихідну потужність трансформатора на 50%. Цей метод використовується переважно для інтермітентних навантажень або аварійних перенавантажень. Проте при такому навантаженні імпедансне напруга та втрати навантаження зростають неприродно, що неекономічно. Тому не рекомендується тримати трансформатор у цьому перенавантаженому стані довгий час.

4. Перенавантажувальна здатність

Перенавантажувальна здатність трансформатора залежить від багатьох факторів, тому його перенавантажувальну здатність слід раціонально планувати та використовувати. Потрібно врахувати наступні аспекти:

• Достатньо зменшити потужність трансформатора. Можна врахувати короткотривалі перенавантаження, що виникають під час роботи обладнання, такого як сталеві заводи та сварочні машини. Використовуючи перенавантажувальну здатність трансформатора, можна зменшити потужність — це ефективний спосіб використання перенавантажувальної здатності. Крім того, для нерівномірно навантажених районів, таких як житлове освітлення, розважальні та культурні заклади, системи кондиціонування, торговельні центри, можна використовувати перенавантажувальну здатність трансформатора, щоб відповідно зменшити його потужність, дозволяючи трансформатору працювати біля повного навантаження або інтермітентно в стані перенавантаження під час пікових часов роботи.

• Зменшення резервної потужності або кількості одиниць: У деяких місцях, високі вимоги до надлишковості трансформаторів призводять до вибору надмірно великих та зайвих одиниць в інженерних проектах. Використовуючи перенавантажувальну здатність сухих трансформаторів, можна зменшити резервну потужність при плануванні. Кількість резервних одиниць також можна зменшити. Коли трансформатор працює в режимі перенавантаження, його робочу температуру слід уважно моніторити. Якщо температура підвищується до 155°C (запуститься сигнал попередження), відразу ж слід вжити заходів зі зниження навантаження (наприклад, відключення неважливих навантажень) для забезпечення безпечного надходження електроенергії до важливих навантажень.

5. Методи виведення низьковольтного виводу та координація інтерфейсів для сухих трансформаторів

Сухі трансформатори не містять масла, що усуває ризики пожежі, вибуху або забруднення. В результаті, електротехнічні кодекси та регуляції не вимагають їхнього монтажу в окремих кімнатах. Особливо для новішої серії SC(B)9, зі значно зниженими втратами та рівнем шуму, стало можливим розміщувати сухі трансформатори в одному кабінеті з низьковольтними панелями.

5.1 Стандартний закритий низьковольтний шинопровід

Якщо проект використовує закриті шинопровіди (також відомі як штепсельні або компактні шинопровіди), відповідний трансформатор може бути оснащений стандартними закритими шинопровідними з'єднаннями для легкого з'єднання з зовнішніми шинопровідами. Для продуктів з корпусом (IP20) на верхній кришці корпусу надається фланець для закритого шинопровіда. Для продуктів без корпусу (IP00) надаються лише з'єднання шинопровідів.

5.2 Стандартний горизонтальний бічний вивід (низьковольтний)

Коли трансформатор розташований поруч з низьковольтною панеллю, можна надати горизонтальні бічні виводи на трансформаторі для зручного з'єднання з'єднань. Ця конфігурація зазвичай збігається з низьковольтними панелями, такими як GGD, GCK та MNS. Виробник трансформатора та виробник панелей управління повинні підписати угоду про координацію, щоб підтвердити детальні розміри інтерфейсу та забезпечити гладку установку на місці.

5.3 Стандартний вертикальний бічний вивід (низьковольтний)

Цей бічний вивід використовує вертикальні шинопровіди і принципово схожий на горизонтальний бічний вивід. Коли трансформатор використовується з вертикально розташованими панелями управління у стилі Domino, трансформатор може надати низьковольтні бічні виводи.

Китай досяг дуже високого обсягу виробництва сухих трансформаторів на основі матеріалів із ізоляцією на основі смоли та зараз займає значну позицію у світі, з виробництвом та продажем, що займають перше місце у світі. Лідерська технологія виробництва також вражає. Застосування та технічне розповсюдження цих трансформаторів має дуже обіцяюче майбутнє завдяки довгостроковому потенціалу розвитку виробництва. Основні переваги можна підсумувати наступним чином:

• Низьке споживання енергії та низький рівень шуму: Нижчі втрати в силумінових пластинках, конструктивні переваги обмоток з фольги, тісніші з'єднання в ступінчастих серцевинах по відношенню до традиційних дизайнів — все це сприяє більшій екологічності в інтегрованому дизайну сухих трансформаторів. З поширенням цих технологій, поєднаних з низьким рівнем шуму та впровадженням нових технологій та процесів, майбутні трансформатори будуть ще тиші, екологічніші та енергоефективніші.

• Висока надійність: Надійність продукту та якість стали ключовими питаннями для споживачів. Шляхом дослідження кожного процесу виробництва, надійність трансформаторів була перевірена та подальшо покращена, що сприяє продовженню строку служби та збільшенню надійності. Це особливо помітно в фундаментальних інженерних дослідженнях.

• Екологічна сертифікація: Базовий екологічний стандарт — HD464. Дослідження та сертифікація проводяться щодо класів стійкості до кліматичних умов C0/C1/C2, класів стійкості до середовища E0/E1/E2 та класів стійкості до пожежі F0/F1/F2.

• Збільшення потужності: Сухі трансформатори використовуються переважно як розподільні трансформатори, з потужностями від 50 кВА до 2,500 кВА. Їх застосування тепер розширюється до області енергетичних трансформаторів, з потужностями, що досягають 10,000 кВА до 20,000 кВА. Це розширення спричинене зростанням потреби в електроенергії у містах та розширенням мереж, що призводить до більшого числа центрів навантаження у містах та ширшого використання великих потужностей енергетичних трансформаторів.

• Повна функціональність: Сучасні трансформатори конструктивно оснащені захисними корпусами, системами примусового охолодження, інтерфейсами моніторингу температури, трансформаторами для вимірювання, лічильниками електроенергії та іншими функціями. Розвиток трансформаторів наближається до повністю інтегрованих функціональних дизайнів.

• Розширення областей застосування: Область, домінуюча розподільними трансформаторами, розширюється до багатофункціональних, великі платформи застосування.