Mitä eroa on kuivatyyppisten muuntajien ja öljyupotettujen muuntajien välillä? Kuinka valita?

Muuntajat ovat yleisiä ja kriittisiä laitteita voimajärjestelmissä, joita käytetään muuttamaan vaihtojännitteen suuruutta sähköenergian siirrossa ja jakelussa voimansiirrossa, jakelussa ja muissa sovelluksissa. Kuivatyyppiset muuntajat ja öljyupotetut muuntajat ovat kaksi yleistä tyyppiä, joilla on merkittäviä eroja eristysväliaineissa, lämmönpoistomenetelmissä ja ympäristöön sopeutumisessa. Tässä artikkelissa tarkastellaan eroja kuivatyyppisten ja öljyllä upotettujen muuntajien välillä ja annetaan suosituksia sopivan muuntajatyypin valitsemiseksi.

Merkittävin ero öljy- ja kuivatyyppisten muuntajien välillä on "öljyn" läsnäolo tai puuttuminen. Koska öljy on juoksevaa nestettä, öljyllä upotetuissa muuntajissa on välttämättä kotelo. Tämän kotelon sisällä on muuntajaöljyä, joka upottaa muuntajan käämit ja tekee niistä näkymättömiä ulkopuolelta. Kuivatyyppiset muuntajat, joissa ei ole öljyä, eivät vaadi koteloa, mikä mahdollistaa muuntajan käämien suoran näkyvyyden. Toinen ominaisuus on öljypohjaisten muuntajien öljysäiliö, joka varastoi muuntajaöljyä. Uudemmat öljyllä upotetut muuntajat eivät kuitenkaan välttämättä sisällä öljysäiliötä.

Molemmat ovat tehomuuntajia, joissa on rautasydän magneettipiirille ja käämit sähköpiirille. Ensisijainen ero on "öljyyn upotettu" ja "kuivatyyppinen" malli. Tarkemmin sanottuna niiden jäähdytysväliaineet eroavat toisistaan: edellinen käyttää muuntajaöljyä (tai muita öljyjä, kuten β-öljyä) sekä jäähdytykseen että eristykseen, kun taas jälkimmäinen käyttää jäähdytysväliaineena ilmaa tai kaasuja, kuten SF6. Öljyllä upotetut muuntajat upottavat ydin- ja käämikokoonpanon muuntajaöljyllä täytettyyn öljysäiliöön. Kuivatyyppiset muuntajat tyypillisesti kapseloivat sydämen ja käämit epoksihartsiin; Yleisemmin käytetyssä kapseloimattomassa tyypissä käytetään nyt erityistä eristävää paperia, joka on kyllästetty erityisellä lakalla kosteuden pääsyn estämiseksi käämiin tai ytimeen.

Öljyllä upotetuissa muuntajissa on ulkoiset lämpöpatterit, jotka on suunniteltu helpottamaan lämmönpoistoa – erityisesti sisäisen eristävän öljyn kiertoa – ja ne toimivat kuten jäähdytyselementit. Kuivatyyppisistä muuntajista puuttuvat tällaiset patterit, vaan ne luottavat sen sijaan muuntajan käämien alla oleviin puhaltimiin jäähdytykseen.

Öljyupotetut muuntajat asennetaan paloturvallisuusvaatimusten vuoksi tyypillisesti erillisiin muuntajahuoneisiin tai ulos. Kuivamuuntajat asennetaan kuitenkin aina sisätiloihin, yleensä jakelutiloihin.

Kuivamuuntajat saavuttavat tuotantovolyymin ja käytön osalta tällä hetkellä vain 35 kV:n jännitteen, ja niiden kapasiteetti on suhteellisen pienempi kuin öljyupotettuihin tyyppeihin, tyypillisesti jopa noin 2500 kVA. Lisäksi kuivatyyppisten muuntajien valmistusprosessi on monimutkaisempi kuin saman jännitteen ja kapasiteetin öljymuuntajien valmistusprosessi, mikä johtaa korkeampiin kustannuksiin. Siksi öljytäytteiset muuntajat ovat yhä yleisempiä nykyisissä sovelluksissa. Kuivatyyppisiä muuntajia käytetään kuitenkin usein korkean kysynnän sisätiloissa virransyöttö- ja jakelupaikoissa – kuten hotelleissa, toimistorakennuksissa ja korkeissa kerrostaloissa – niiden ympäristöhyötyjen, paloa hidastavien ominaisuuksien ja iskunkestävyyden vuoksi.

On selvää, että sekä kuivatyyppisillä että öljytäytteisillä muuntajilla on selkeät edut ja haitat. Öljytäytteiset muuntajat tarjoavat alhaisemmat kustannukset ja helpomman huollon, mutta ovat palavia ja räjähdysherkkiä. Kuivatyyppiset muuntajat, joilla on erinomainen palonkestävyys, voidaan asentaa kuormituskeskuksiin minimoidakseen jännitehäviön ja energiahäviön. Ne ovat kuitenkin kalliimpia, isompia, vähemmän kestäviä kosteutta ja pölyä ja tuottavat korkeamman melutason.

Seuraavaksi tiivistetään edellä mainitut erot seuraaviin seitsemään kohtaan:

1. Ulkonäkö

Erilaiset kapselointimuodot: Kuivatyyppiset muuntajat paljastavat sydämen ja käämit, kun taas öljyupotetut muuntajat paljastavat vain ulkovaipan.

2. Johdinkokoonpano

Kuivatyyppisissä muuntajissa käytetään pääasiassa silikonikumiholkkeja, kun taas öljyupotetut muuntajat käyttävät enimmäkseen posliiniholkkeja;

3. Kapasiteetti ja jännite

Kuivatyyppiset muuntajat soveltuvat yleensä jakelusovelluksiin, joiden kapasiteetti on tyypillisesti alle 2000 kVA ja jännitteet 10 kV tai alle, vaikka jotkut voivat saavuttaa 35 kV jännitetasoja. Öljyupotetut muuntajat voivat kuitenkin saavuttaa vaaditun kapasiteetin ja kattaa kaikki jännitetasot; Kiinan parhaillaan rakenteilla olevissa ultrakorkeajännitteisissä 1000 kV voimajohdoissa käytetään yksinomaan öljyllä upotettuja muuntajia.

4. Eristyksen ja lämmönpoiston erot

Kuivatyyppiset muuntajat käyttävät tyypillisesti hartsieristystä ja luottavat luonnolliseen ilmajäähdytykseen, jolloin suurempia kapasiteettia täydentää pakotettu ilmajäähdytys. Öljyupotetut muuntajat käyttävät kuitenkin eristävää öljyä sähköeristykseen. Käämien tuottama lämpö siirretään muuntajan sisällä kiertävän eristysöljyn kautta jäähdyttimen ripoihin poistumista varten.

5. Sovellusympäristöt

Kuivatyyppisiä muuntajia käytetään pääasiassa paikoissa, joissa vaaditaan "palon- ja räjähdyssuojausta", joten ne sopivat suuriin rakennuksiin ja korkeisiin rakennuksiin. Öljyllä upotetuissa muuntajissa voi kuitenkin esiintyä öljysumua tai vuotoa vian sattuessa, mikä voi aiheuttaa tulipalon. Siksi niitä käytetään ensisijaisesti ulkona, missä työmaat on varustettu kaivetuilla "onnettomuusöljykuovilla".

6. Erilaiset kantokyvyt

Kuivatyyppisten muuntajien tulisi yleensä toimia nimelliskapasiteetilla, kun taas öljyllä upotetuilla muuntajilla on erinomainen ylikuormituskyky.

7. Vaihtelevat kustannusrakenteet

Samantehoisten muuntajien osalta kuivatyyppiset yksiköt saavat huomattavasti korkeammat ostohinnat kuin öljyllä upotetut vastineet.

Kuinka valita

1. Turvallisuusnäkökohdat: Jos vaaditaan parempaa turvallisuutta ja palonkestävyyttä, valitse kuivatyyppiset muuntajat, koska ne eivät sisällä syttyvää eristävää öljyä.

2. Tehovaatimukset: Suuritehoisille muuntajille öljyupotetut muuntajat ovat tyypillisesti sopivampia niiden erinomaisen lämmönpoistokyvyn vuoksi.

3. Ympäristörajoitukset: Ota huomioon muuntajan käyttöympäristön ominaisuudet ja valitse asetukselle sopiva muuntajatyyppi.

4. Ylläpitokustannukset: Öljyllä täytetyt muuntajat vaativat yleensä säännöllisiä tarkastuksia ja eristävän öljyn laadun ylläpitoa, kun taas kuivatyyppisten muuntajien ylläpitokustannukset ovat suhteellisen alhaiset.

Kuivatyyppisillä ja öljytäytteisillä muuntajilla on selkeitä eroja eristysaineissa, lämmönpoistomenetelmissä ja ympäristöön sopeutumisessa. Sopivan muuntajatyypin valinta riippuu sovelluksen erityisvaatimuksista ja ympäristöolosuhteista. Muuntajan valintastrategioita laadittaessa on otettava kattavasti huomioon sellaiset tekijät kuin turvallisuus, tehovaatimukset, ympäristörajoitteet ja ylläpitokustannukset. Kriittisissä tiloissa ja korkeita turvallisuusvaatimuksia vaativissa paikoissa, kuten sairaaloissa ja kouluissa, kuivatyyppisiä muuntajia suositellaan yleensä turvallisuuden maksimoimiseksi. Sitä vastoin suurissa teollisuuskomplekseissa ja voimajärjestelmissä, jotka vaativat suuritehoisia muuntajia, öljyllä upotetut muuntajat ovat usein sopivampia, koska niiden lämmönpoistokyky ja kyky kestää ankaria ympäristöolosuhteita ovat usein sopivampia.