Яка різниця між сухими трансформаторами та масляними трансформаторами? Як вибрати?

Трансформатори — це звичайне та важливе обладнання в енергетичних системах, яке використовується для зміни величини змінної напруги для передачі та розподілу електричної енергії під час передачі, розподілу та інших застосувань. Сухі трансформатори та масляні трансформатори є двома поширеними типами, що демонструють значні відмінності в ізоляції, методах розсіювання тепла та адаптованості до навколишнього середовища. У цій статті розглядаються відмінності між сухими та масляними трансформаторами та надаються рекомендації щодо вибору відповідного типу трансформатора.

Найсуттєвіша відмінність між масляними та сухими трансформаторами полягає в наявності або відсутності «масла». Оскільки масло є текучою рідиною, масляні трансформатори обов’язково мають корпус. Усередині цього корпусу знаходиться трансформаторне масло, яке занурює обмотки трансформатора, роблячи їх невидимими ззовні. Сухі трансформатори без масла не вимагають корпусу, що забезпечує прямий огляд обмоток трансформатора. Іншою особливістю є масляний резервуар на масляних трансформаторах, у якому зберігається трансформаторне масло. Однак новіші масляні трансформатори можуть не включати масляний резервуар.

Обидва є силовими трансформаторами, які мають залізний сердечник для магнітного кола та обмотки для електричного кола. Основна відмінність полягає в «масляній» конструкції проти «сухого типу». Зокрема, їхні охолоджуючі середовища відрізняються: у першому використовується трансформаторне масло (або інші масла, такі як β-масло) як для охолодження, так і для ізоляції, тоді як у другому як охолоджувальне середовище використовується повітря або гази, такі як SF6. Масляні трансформатори занурюють сердечник і обмотку в масляний бак, наповнений трансформаторним маслом. Сухі трансформатори зазвичай закривають сердечник і обмотки епоксидною смолою; Більш часто використовуваний негерметизований тип тепер використовує спеціальний ізоляційний папір, просочений спеціальним лаком, щоб запобігти проникненню вологи в обмотки або сердечник.

Масляні трансформатори мають зовнішні радіатори, призначені для полегшення розсіювання тепла, зокрема, циркуляції внутрішньої ізоляційної олії, функціонуючи як радіатори. У сухих трансформаторів немає таких радіаторів, замість цього вони покладаються на вентилятори під котушками трансформатора для охолодження.

Масляні трансформатори через вимоги протипожежної безпеки зазвичай встановлюють у спеціальних трансформаторних приміщеннях або на відкритому повітрі. Однак сухі трансформатори завжди встановлюються всередині приміщень, як правило, у розподільних приміщеннях.

З точки зору обсягу виробництва та використання, сухі трансформатори в даний час досягають номінальної напруги лише 35 кВ і мають відносно меншу потужність порівняно з масляними типами, як правило, приблизно до 2500 кВА. Крім того, виробничий процес для сухих трансформаторів є більш складним, ніж для масляних трансформаторів тієї ж номінальної напруги та потужності, що призводить до вищих витрат. Тому маслонаповнені трансформатори залишаються більш поширеними в поточних застосуваннях. Однак сухі трансформатори часто використовуються в місцях електропостачання та розподілу всередині приміщень із високим попитом, таких як готелі, офісні будівлі та багатоповерхові споруди, завдяки їхнім перевагам для навколишнього середовища, вогнезахисним властивостям і стійкості до ударів.

Очевидно, що як сухі, так і маслонаповнені трансформатори мають чіткі переваги та недоліки. Маслонаповнені трансформатори пропонують нижчу вартість і легше технічне обслуговування, але є горючими та вибухонебезпечними. Сухі трансформатори з їх відмінною вогнестійкістю можуть бути встановлені в центрах навантаження, щоб мінімізувати падіння напруги та втрати енергії. Однак вони дорожчі, громіздкіші, менш стійкі до вологи та пилу, створюють вищий рівень шуму.

Далі підсумуємо згадані вище відмінності в наступних семи пунктах:

1. Зовнішній вигляд

Різні форми герметизації: сухі трансформатори відкривають сердечник і обмотки, тоді як масляні трансформатори відкривають лише зовнішній корпус.

2. Конфігурація потенційного клієнта

У сухих трансформаторах переважно використовуються силіконові гумові втулки, тоді як у масляних трансформаторах переважно використовуються порцелянові втулки;

3. Ємність і напруга

Сухі трансформатори, як правило, придатні для розподільчих програм, як правило, з потужністю нижче 2000 кВА та напругою 10 кВ або нижче, хоча деякі можуть досягати рівня напруги 35 кВ. Однак масляні трансформатори можуть досягти будь-якої необхідної потужності та покривати всі рівні напруги; У китайських лініях електропередачі надвисокої напруги 1000 кВ, що зараз будуються, використовуються виключно масляні трансформатори.

4. Відмінності в ізоляції та розсіюванні тепла

У сухих трансформаторах зазвичай використовується смоляна ізоляція та природне повітряне охолодження, а більші потужності доповнюються примусовим повітряним охолодженням. Проте в масляних трансформаторах для електричної ізоляції використовується ізоляційне масло. Тепло, що виділяється обмотками, передається через циркулююче ізоляційне масло всередині трансформатора до ребер радіатора для розсіювання.

5. Прикладні середовища

Сухі трансформатори переважно використовуються в місцях, де потрібна «вогнезахист і вибухозахист», що робить їх придатними для великих будівель і висотних споруд. Однак масляні трансформатори можуть зазнати розбризкування масла або витоку в разі несправності, що потенційно може спричинити пожежу. Отже, вони в основному розгортаються на відкритому повітрі, де об’єкти обладнані розкопаними «аварійними нафтовими ями».

6. Різні вантажопідйомності

Сухі трансформатори, як правило, повинні працювати на номінальній потужності, тоді як масляні трансформатори демонструють чудову здатність до перевантаження.

7. Різні структури витрат

Для трансформаторів еквівалентної потужності блоки сухого типу мають значно вищу закупівельну ціну, ніж аналоги з маслом.

Як вибрати

1. Застереження щодо безпеки: якщо потрібна висока безпека та вогнестійкість, вибирайте сухі трансформатори, оскільки вони не містять горючої ізоляційної олії.

2. Вимоги до живлення. Для потужних трансформаторів масляні трансформатори, як правило, більш підходять завдяки їхнім чудовим можливостям розсіювання тепла.

3. Екологічні обмеження: враховуйте характеристики робочого середовища трансформатора та виберіть відповідний тип трансформатора для цього налаштування.

4. Витрати на технічне обслуговування: маслонаповнені трансформатори зазвичай вимагають періодичних перевірок і підтримки якості ізоляційної олії, тоді як сухі трансформатори мають відносно нижчі витрати на технічне обслуговування.

Сухі та маслонаповнені трансформатори демонструють чіткі відмінності в ізоляційних середовищах, методах розсіювання тепла та адаптованості до навколишнього середовища. Вибір відповідного типу трансформатора залежить від конкретних вимог застосування та умов навколишнього середовища. При розробці стратегії вибору трансформатора необхідно всебічно враховувати такі фактори, як безпека, вимоги до потужності, екологічні обмеження та витрати на технічне обслуговування. Для критично важливих об’єктів і місць з високими вимогами до безпеки, таких як лікарні та школи, для максимального підвищення безпеки зазвичай віддають перевагу сухим трансформаторам. Навпаки, у великих промислових комплексах і енергетичних системах, які вимагають потужних трансформаторів, масляні трансформатори часто є більш придатними завдяки їхнім чудовим можливостям розсіювання тепла та здатності витримувати суворі умови навколишнього середовища.