Pracovní princip a základní struktura 1500 kVA suchého-transformátoru

Proč se používá suchý-transformátor 1500 kVA

Suchý- transformátor o výkonu 1 500 kVA napájí střední až velké průmyslové a komerční zátěže, jako jsou výrobní linky, datová centra a velké budovy, ze středněnapěťového napáječe-. Na rozdíl od jednotek plněných olejem-nepoužívají suché{5}}typy žádné hořlavé kapaliny, takže je lze instalovat uvnitř, blízko nákladu, bez protipožárního-kontejnmentu s olejem. V nejběžnější konstrukci jsou vinutí zalita v epoxidové pryskyřici, která jednotce dodává vysokou mechanickou pevnost, dobrou odolnost vůči okolnímu prostředí a velmi nenáročnou údržbu. Tyto vlastnosti dělají ze suchého- transformátoru standardní volbu pro vnitřní rozvody, kde je prioritou bezpečnost a prostorová efektivita.

Pracovní princip: Elektromagnetická indukce

Transformátor pracuje na principu elektromagnetické indukce. Střídavý proud v primárním vinutí vytváří časově-proměnný magnetický tok v laminovaném ocelovém jádru. Tento tok spojuje sekundární vinutí a indukuje v něm napětí, takže se energie přenáší z primárního okruhu do sekundárního okruhu bez jakéhokoli elektrického spojení mezi nimi. Poměr primárního a sekundárního napětí je určen poměrem závitů obou vinutí. Protože proces funguje pouze se střídavým proudem, transformátor je střídavým zařízením a nemůže transformovat stejnosměrný proud.

Ve tří{0}}fázové jednotce jsou tři sady vinutí uspořádány na tří-jádru, přičemž fázové toky jsou posunuty o 120 stupňů. Toto uspořádání poskytuje symetrické třífázové napájení a je standardní konfigurací pro průmyslovou distribuci. Vektorová skupina Dyn11 je běžná, s delta-zapojeným primárním prvkem obsahujícím třetí-harmonické proudy a hvězdicovým-zapojeným sekundárním zdrojem poskytujícím nulový vodič pro jednofázovou{10}}zátěž.

Konstrukce jádra

Jádro je vyrobeno ze za studena -válcovaného zrna- orientovaných laminací z křemíkové oceli, naskládaných nebo navinutých tak, aby tavidlo sledovalo směr zrna. Laminace jsou tenké, typicky 0,23-0,35 mm pro transformátorové třídy, s izolačním povlakem mezi listy, aby se snížily ztráty vířivými proudy. Jádro je upnuto pod řízeným tlakem, aby se udržela nízká hlučnost a zabránilo se vibracím. Ztráta jádra (ztráta naprázdno) je přítomna vždy, když je transformátor pod napětím, takže kvalita materiálu jádra přímo ovlivňuje provozní náklady jednotky.

Litá-pryskyřičná vinutí: Struktura a izolace

V transformátoru litého -pryskyřice- typu jsou primární a sekundární vinutí zalité v epoxidové pryskyřici při vakuovém lití. Vakuový proces odstraňuje vzduch a vlhkost z vinutí, takže pryskyřice vyplňuje každou mezeru a poskytuje izolační systém bez dutin- s vysokou dielektrickou pevností. Vytvrzená pryskyřice dodává vinutí mechanickou tuhost, chrání je před zkratovými-sílami a utěsňuje je proti vlhkosti, prachu a chemikáliím.

Izolační systém je dimenzován pro tepelnou třídu, typicky třídu F (155 stupňů) nebo třídu H (180 stupňů), která definuje maximální teplotu horkého místa, které vinutí vydrží nepřetržitě. Je použit limit nárůstu teploty-, běžně 100 K, aby teplota horkého bodu zůstala v normálním provozu v mezích třídy. Teplotní senzory Pt100 zabudované ve vinutí napájejí ochranný a monitorovací systém, což umožňuje ochranu proti přetížení a prediktivní údržbu.

Způsoby chlazení

Transformátory suchého -typu jsou chlazeny vzduchem. Ve standardu jsou definovány dva režimy:

AN (air natural): teplo je odváděno přirozenou konvekcí vzduchu a sáláním. Toto je standardní režim chlazení a postačuje pro trvalé jmenovité zatížení ve větrané místnosti.

AF (vynucené vzduchem): ventilátory foukají vzduch přes chladicí plochy, zlepšují přenos tepla a umožňují jednotce dodávat vyšší výkon, obvykle o 20-40 % vyšší, pro podmínky špičkového zatížení.

Větrání místnosti musí být dimenzováno na celkovou tepelnou ztrátu transformátoru, protože recirkulovaný teplý vzduch zvyšuje okolní teplotu a snižuje výkon jednotky. U jednotky třídy 1500 kVA by se měl průtok ventilačního vzduchu vypočítat ze ztrát plného-zátěže a přijatelného nárůstu pokojové teploty.

Souhrn specifikací pro jednotku třídy 1500 kVA

Jednotka 1500 kVA se nachází mezi standardními velikostmi řady SC(B)10 1250 kVA a 1600 kVA v běžném rozsahu 10 kV a je navržena tak, aby odpovídala cílovým hodnotám napětí, impedance a ztrát projektu. Typické body specifikace jsou:

Hodnoty ztrát, impedance a hladina hluku jsou pevně dané konstrukční třídou a musí být před objednáním potvrzeny z typového-zkušebního protokolu konkrétního provedení, protože jednotka 1500 kVA není katalogovou-standardní velikostí každé série.

Výhody skutečných instalací

Žádný olej, takže žádné riziko úniku, žádné odběry vzorků oleje a žádné požární-zábrany; jednotka je ekologicky nezávadná pro vnitřní instalaci.

Nízká údržba: běžné povinnosti jsou omezeny na vizuální kontrolu, čištění a kontrolu připojení.

Vysoká odolnost proti zkratu-díky vinutí zalité v tuhé pryskyřici-.

Nízká hlučnost a vibrace z upnuté, zapouzdřené konstrukce, která vyhovuje budovám s obydlenými prostory v blízkosti.

Dobrá odolnost proti vlhkosti a prachu s vhodným krytem prodlužující životnost v průmyslových halách.

Často kladené otázky

Q1. Proč je vinutí zalité v epoxidové pryskyřici?Vakuové-odlévané epoxidové zapouzdření poskytuje vinutí izolační systém-bez dutin s vysokou dielektrickou pevností, mechanickou tuhostí proti zkratovým-sílám a ochranou proti vlhkosti, prachu a chemikáliím. Je to definující vlastnost litého -pryskyřičného suchého- transformátoru.

Q2. Jaký je rozdíl mezi chlazením AN a AF?AN spoléhá na přirozené proudění vzduchu a radiaci a je standardním režimem chlazení. AF přidává ventilátory, které foukají vzduch přes chladicí plochy, čímž zvyšují odvod tepla a umožňují vyšší výkon při špičkovém zatížení nebo vysokých okolních teplotách.

Q3. Lze transformátor suchého{1}}typu nainstalovat venku?Standardní jednotka IP20 je určena pro vnitřní použití. Venkovní instalace vyžaduje kryt odolný proti povětrnostním vlivům IP23 nebo vyšší nebo ochranný kryt, protože vinutí nejsou utěsněna proti dešti. Většina litých-pryskyřičných jednotek je určena pro vnitřní použití.

Q4. Jak si stojí transformátor suchého -typu v porovnání s jednotkou naplněnou olejem- stejné hodnoty?Jednotka suchého -typu stojí více za stejné hodnocení, ale odstraňuje riziko požáru, olejové kontejnmenty a údržbu oleje a lze ji instalovat v blízkosti nákladu v interiéru. Jednotky-naplněné olejem zůstávají atraktivní pro venkovní, vysokokapacitní a nízkonákladové-aplikace--.

Q5. Jakou ochranu potřebuje 1500 kVA suchý- transformátor?Typická ochrana zahrnuje monitorování teploty vinutí Pt100 s poplachovými a vypínacími stupni, nadproudovou ochranu na obou stranách a vhodný kryt s blokováním. Nastavení ochran musí být koordinováno s impedancí transformátoru a navazujícím rozváděčem.

Q6. Jak je řízen nárůst teploty vinutí?Návrh nastavuje velikost vodiče, ztrátu jádra a chladicí povrch tak, aby teplota horkého místa zůstala při jmenovité zátěži v mezích třídy izolace. V provozu jsou vestavěné snímače Pt100 a profil zatížení monitorovány a chlazení AF se zapne, když se teplota vinutí přiblíží k úrovni alarmu.