В чем разница между сухими трансформаторами и масляными трансформаторами? Как выбрать?

Трансформаторы являются распространенным и критически важным оборудованием в энергетических системах, используемым для изменения величины переменного напряжения для передачи и распределения электрической энергии при передаче, распределении и других приложениях. Трансформаторы сухого типа и масляные трансформаторы являются двумя распространенными типами, демонстрирующими существенные различия в изоляционных материалах, методах рассеивания тепла и адаптации к окружающей среде. В этой статье рассматриваются различия между сухими и масляными трансформаторами и даются рекомендации по выбору подходящего типа трансформатора.

Самая существенная разница между масляными трансформаторами и сухими трансформаторами заключается в наличии или отсутствии «масла». Поскольку масло представляет собой текучую жидкость, масляные трансформаторы обязательно имеют кожух. Внутри этого корпуса находится трансформаторное масло, которое погружает обмотки трансформатора, делая их невидимыми снаружи. Трансформаторы сухого типа, в которых отсутствует масло, не требуют кожуха, обеспечивающего прямой обзор обмоток трансформатора. Еще одной особенностью масляных трансформаторов является масляный резервуар, в котором хранится трансформаторное масло. Однако новые масляные трансформаторы могут не иметь масляного резервуара.

Оба являются силовыми трансформаторами с железным сердечником для магнитной цепи и обмотками для электрической цепи. Основное различие заключается в конструкции «масляного» и «сухого» типа. В частности, их охлаждающая среда различается: в первом используется трансформаторное масло (или другие масла, такие как β-масло) как для охлаждения, так и для изоляции, а во втором в качестве охлаждающей среды используется воздух или газы, такие как SF6. В масляных трансформаторах сердечник и обмотка погружаются в масляный бак, заполненный трансформаторным маслом. Трансформаторы сухого типа обычно герметизируют сердечник и обмотки эпоксидной смолой; В более распространенном негерметичном типе теперь используется специальная изоляционная бумага, пропитанная специальным лаком для предотвращения попадания влаги в обмотки или сердечник.

Масляные трансформаторы оснащены внешними радиаторами, предназначенными для облегчения рассеивания тепла, в частности, циркуляции внутреннего изолирующего масла, которые действуют как радиаторы. В трансформаторах сухого типа такие радиаторы отсутствуют, вместо этого для охлаждения используются вентиляторы под катушками трансформатора.

Масляные трансформаторы из-за требований пожарной безопасности обычно устанавливаются в специальных трансформаторных помещениях или на открытом воздухе. Однако трансформаторы сухого типа всегда устанавливаются внутри помещений, обычно в распределительных помещениях.

С точки зрения объема производства и использования трансформаторы сухого типа в настоящее время достигают номинального напряжения только 35 кВ и имеют относительно меньшую мощность по сравнению с масляными трансформаторами, обычно до 2500 кВА. Кроме того, процесс производства сухих трансформаторов более сложен, чем процесс производства масляных трансформаторов того же номинала напряжения и мощности, что приводит к более высоким затратам. Таким образом, масляные трансформаторы по-прежнему более распространены в современных приложениях. Однако трансформаторы сухого типа часто используются в помещениях с высокими требованиями к электроснабжению и распределению электроэнергии, таких как гостиницы, офисные здания и высотные постройки, из-за их экологических преимуществ, огнестойкости и ударопрочности.

Очевидно, что как сухие, так и масляные трансформаторы имеют явные преимущества и недостатки. Маслонаполненные трансформаторы дешевле и проще в обслуживании, но они горючи и взрывоопасны. Трансформаторы сухого типа, обладающие превосходной огнестойкостью, можно устанавливать в центрах нагрузки, чтобы минимизировать падение напряжения и потери энергии. Однако они дороже, громоздки, менее устойчивы к влаге и пыли и производят более высокий уровень шума.

Далее, давайте суммируем упомянутые выше различия в следующих семи пунктах:

1. Внешний вид

Различные формы капсулирования: у трансформаторов сухого типа виден сердечник и обмотки, а у масляных трансформаторов — только внешний корпус.

2. Конфигурация потенциальных клиентов

В трансформаторах сухого типа преимущественно используются втулки из силиконовой резины, а в масляных трансформаторах - преимущественно фарфоровые втулки;

3. Емкость и напряжение

Трансформаторы сухого типа обычно подходят для распределительных приложений, обычно с мощностью ниже 2000 кВА и напряжением 10 кВ или ниже, хотя некоторые из них могут достигать уровня напряжения 35 кВ. Однако масляные трансформаторы могут достигать любой необходимой мощности и охватывать все уровни напряжения; В строящихся в настоящее время в Китае линиях электропередачи сверхвысокого напряжения напряжением 1000 кВ используются исключительно масляные трансформаторы.

4. Различия в изоляции и теплоотдаче

Трансформаторы сухого типа обычно используют изоляцию из смолы и используют естественное воздушное охлаждение, при этом более мощные трансформаторы дополняются принудительным воздушным охлаждением. Однако в масляных трансформаторах для электрической изоляции используется изолирующее масло. Тепло, вырабатываемое обмотками, передается через циркулирующее изоляционное масло внутри трансформатора к ребрам радиатора для рассеивания.

5. Среды применения

Трансформаторы сухого типа преимущественно используются в местах, требующих «пожаро- и взрывозащиты», что делает их пригодными для крупногабаритных зданий и высотных сооружений. Однако в случае неисправности масляных трансформаторов могут возникнуть брызги масла или утечка, что может привести к пожару. Следовательно, они в основном размещаются на открытом воздухе, где на объектах оборудованы выкопанные «аварийные нефтяные ямы».

6. Различная несущая способность.

Трансформаторы сухого типа обычно должны работать с номинальной мощностью, тогда как масляные трансформаторы обладают превосходной перегрузочной способностью.

7. Разнообразные структуры затрат

Для трансформаторов эквивалентной мощности агрегаты сухого типа имеют значительно более высокую закупочную цену, чем масляные аналоги.

Как выбрать

1. Соображения безопасности. Если требуется более высокая безопасность и огнестойкость, выбирайте трансформаторы сухого типа, поскольку они не содержат легковоспламеняющегося изоляционного масла.

2. Требования к питанию. Для мощных трансформаторов обычно более подходят масляные трансформаторы из-за их превосходных возможностей рассеивания тепла.

3. Ограничения окружающей среды. Учитывайте характеристики рабочей среды трансформатора и выбирайте подходящий тип трансформатора для этих настроек.

4. Затраты на техническое обслуживание. Маслонаполненные трансформаторы обычно требуют периодических проверок и поддержания качества изолирующего масла, в то время как трансформаторы сухого типа имеют относительно более низкие затраты на техническое обслуживание.

Трансформаторы сухого и масляного типа имеют явные различия в изоляционных материалах, методах рассеивания тепла и адаптации к окружающей среде. Выбор подходящего типа трансформатора зависит от конкретных требований применения и условий окружающей среды. При формулировании стратегии выбора трансформатора необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как безопасность, требования к мощности, экологические ограничения и затраты на техническое обслуживание. Для критически важных объектов и мест с высокими требованиями безопасности, таких как больницы и школы, для обеспечения максимальной безопасности обычно предпочитают использовать трансформаторы сухого типа. И наоборот, в крупных промышленных комплексах и энергетических системах, требующих мощных трансформаторов, масляные трансформаторы часто более подходят из-за их превосходных возможностей рассеивания тепла и способности противостоять суровым условиям окружающей среды.