Сравнение сухих и масляных трансформаторов

Трансформатор — это устройство, которое активно применяется как в бытовых условиях, так и промышленных масштабах. Принцип его функционирования заключается в изменении переменного тока на разные уровни напряжения благодаря феномену электромагнитной индукции. Следуя известной классификации по способу охлаждения агрегата, разделение производится на сухие и масляные.

Первый тип отличается тем, что охлаждение реализуется через естественный воздушный поток. Устройство второго типа характеризуется погружением магнитной системы в трансформаторное масло, находящееся в баке аппарата. Для более глубокого понимания специфики обоих видов нормализации температур стоит детальнее изучить практическую сторону вопроса.

Области применения сухих и масляных трансформаторов

Еще пару десятков лет назад именно масляный трансформатор повсеместно задействовался в оснащении электрических сетей по территории всей страны. Объяснение подобной популярности кроется в его относительно невысокой цене по сравнению с аналогичной продукцией другого типа.

Однако последнее время наблюдается рост тенденции к применению сухого силового трансформатора. Его магнитопровод и обмотки не помещены ни в жидкий диэлектрик: будь это кремнийорганическая жидкость, или трансформаторное масло. Эта техническая характеристика приумножается другими качествами, что в сумме делает устройство более надежным, как в сфере взрывопожарной безопасности, так и экологической безвредности.

Сухой трансформатор применяется в устройстве городской, сельской инфраструктуры и сегменте промышленного и сельскохозяйственного производств. Помимо этого пользуется спросом, когда необходимо осуществить передачу электроэнергии.

Конструкция трансформатора прочная, не поддается влиянию внешних факторов-раздражителей, потому ее спокойно можно встраивать в зданиях, где обеспечиваются высокие взрывопожарные условия: в жилых домах, административных зданиях, банковских отделениях, офисах, центах отдыха и развлечений, торговых точках и т.д. Подходят даже для размещения на территории морских портов, аэропортов, или складов.

Масляный трансформатор требуют большей осторожности в период эксплуатации, устанавливаются в подстанциях. Для трансформаторов большой мощности от 1000 кВА устанавливаются аварийные маслоприемники.

Особенности конструкции масляного и сухого трансформатора

Эксплуатационная пригодность трансформатора в первую очередь обуславливается спецификой его внутренней наполненности. Устройство сухого способа охлаждения изготовляется при помощи всевозможных инновационных методик проектирования. Каждая деталь проходит тщательную проверку, а готовое изделие испытывается в несколько этапов и проверяется по уровню соответствия стандартам качества (ISO9001:2000).

На рынке очень популярны сухие трансформаторы с литой изоляцией (ТСЗГЛ), созданные посредством заливки компаундом с последующим вакуумированием. Спрос на них велик, так как технология изготовления относительно дешевая, а результат работы эффективный — обмотки полностью закрыты пленкой из чистой смолы или стеклонитей, потому защищены от попадания испарений, или других факторов раздражителей. Плюс образовывается единый твердый блок из всех деталей, где составные части органично взаимодействуют друг с другом.

Важно учесть, что литая изоляция не выдерживает слишком низких температур или их резкого перепада, потому возможны нарушения изоляции. Возникновение подобного рода рисков невозможно при масляной системе охлаждения — с ними длительные перегрузки переносятся нормально.

Сравнения обмоток масляного и сухого трансформатора

Обмотки представляют собой важную часть конструкции и создаются на специальных автоматизированных станках. В качестве материала изготовления чаще выбирают алюминиевые проводники. В сухих трансформаторах обмотки изолированы со всех сторон прослойкой смолы, за счет чего в ходе испытаний гарантировано не возникнет трещин и повреждений. Обмотки делят на высокого и низкого напряжения. Благодаря наличию перемычек можно установить точные показатели напряжения ±2 х 2,5%.

Такие обмотки делаются из алюминиевого реже медного провода и формируются в цилиндр. Они имеют пути ввода и вывода, где стыки и соединения спайки пропитаны эпоксидной смолой в вакууме – гарантия надежности и герметичности соединения. Особенность изоляции сухих устройств, а именно обработка токоведущих частей веществами, которые предупреждают самовозгорание, позволяет монтировать трансформаторы внутри помещения.

Рекомендуется непосредственная близость сухого трансформатора к источнику нагрузки. Маслонаполненные трансформаторы считаются пожароопасными (категория В1) и должны располагаться в подстанциях. Это приводит к увеличению задействования линий низкого напряжения и к значительному увеличению длины кабеля или проводов.

Таблица сравнения сухих трансформаторов и масляных

Недостатки сухих трансформаторов

Резюмируя все вышеперечисленные пункты, стоит четко разграничить и обозначить сильные и слабые стороны трансформаторов с разными вариантами восстановления теплового баланса. Среди минусов сухого типа выделяют:

• Срок эксплуатационной пригодности составляет приблизительно 10-15 лет, что в два раза меньше, чем маслонаполненного трансформатора.
• Пусть расходы на монтаж невелики, наравне с текущими затратами, но первоначальная стоимость оборудования существенна.
• В сухих трансформаторах уровень потерь холостого хода и короткого замыкания выше, чем у масляного.
• Обмотки, залитые смолой нельзя отремонтировать, можно только заменить. Трансформаторы с жидким диэлектриком легче ремонтировать на месте силами местных специалистов.
• В наличие нет ПБВ переключателя (анцапфы) — контроль напряжения реализуется только через перемычки, находящиеся в области действия высокого напряжения.

Недостатки масляных трансформаторов

Такие модели достаточно энергоэффективны и шумоустойчивы. Недочеты в функционировании легко диагностируются после профилактической пробы масла, чего нельзя сделать в отношении приборов сухого типа охлаждения. Среди недостатков можно назвать:

• Повышенная степень конденсации влаги в воздухе, химическая активная среда создают зоны риска. Потому специалисты советуют проводить периодический сервисный осмотр, от которого часто отказываются, ведь очистка предполагает приостановление действия трансформатора. Впоследствии это может негативно отразиться на эффективности в эксплуатации оборудования.
• Как при монтаже, так и на протяжении всего периода пользования, обязательно чётко соблюдать противопожарные меры, предусмотреть все необходимые сопровождающие мероприятия.
• Экологически более опасны по сравнению с сухими трансформаторами из-за наличия трансформаторного масла. При возгорании масла выделяется гремучий газ, который может привести к взрыву.

Как показывают результаты, оба вида трансформаторов в чем-то превосходят друг друга, одновременно с этим уступая по иным параметрам. Делать выбор в пользу конкретного трансформатора можно исходя исключительно из технических потребностей и предполагаемых эксплуатационных условий. Очень важно в проекте электроснабжения, прежде чем выбрать трансформатор сделать техно-экономическое обоснование.

Как в сухих, так и масляных трансформаторах обмотки высокого напряжения помещаются над обмотками низкого. Однако в первом случае изоляция противопожарная (класс нагрева стойкости F или H), во втором — это невозможно предусмотреть из-за наличия трансформаторного масла.