En utilitzar electricitat, cal canviar la tensió d'un nivell a un altre. Els transformadors de tipus sec (també coneguts com refrigerats per aire) fan aquesta funció de manera tan segura i eficient que s'utilitzen àmpliament per a instal·lacions interiors en edificis públics i residencials on altres tipus d'aquests dispositius es consideren massa arriscats.
Tipus de transformadors: líquid i sec
Bàsicament, hi ha dos tipus diferents d'un dispositiu d'aquest tipus: líquid aïllat i refrigerat (tipus líquid) i refrigerat per aire o mescla aire-gas (tipus sec).
Per als transformadors del primer tipus, el medi de refrigeració pot ser oli mineral normal. També s'utilitzen altres substàncies, com hidrocarburs retardants de flama i fluids de silicona. Aquests transformadors tenen un nucli i bobinatges immersos en un dipòsit de medi líquid, que serveix tant com a aïllant com com a refrigerant.
El poder sec més comúEls transformadors tenen bobinatges plens de resina epoxi, que serveix com a aïllant. Protegeix els conductors de la pols i la corrosió atmosfèrica. Tanmateix, com que els motlles de fosa de bobines només s'utilitzen amb dimensions fixes, hi ha menys marge per canviar el disseny d'aquests dispositius. En el rang que s'utilitza habitualment en el subministrament d'energia de petites empreses industrials, així com en edificis públics i residencials, els transformadors de tipus sec dupliquen completament el rang de capacitats dels seus homòlegs líquids.
Paràmetres principals
El moment més crucial en el funcionament dels aparells en qüestió és garantir el règim de temperatura dels bobinatges. Per ajudar en la selecció o compra d'un aparell de tipus sec per a l'alimentació de diversos objectes, tindrem en compte diversos paràmetres operatius bàsics:
- Potència, kVA.
- Tensió nominal primària i secundària.
- La dissipació de calor d'un sistema d'aïllament és la suma de la temperatura ambient màxima + l'augment de la temperatura mitjana dels bobinatges + la diferència entre l'augment de la temperatura mitjana dels bobinats i la temperatura més alta d'ells.
- Nucli i bobines: els possibles danys al nucli o l'acumulació de delaminacions (conductors de coure o alumini) són especialment preocupants.
Hi ha diversos tipus estructurals de transformadors, determinats principalment pels mètodes utilitzats per aïllar els seus bobinatges. Entre ells es coneixen: impregnació al buit, encapsulació i bobina de fosa. Considerem cadascun d'ells per separat.
Aïllament per impregnació al buit (VPI)
Aquesta tecnologia crea un acabat lacat als conductors alternant cicles de pressió i buit. El procés VPI utilitza resines de polièster. Proporciona als conductors un millor acabat de laca que l'immersió convencional. A continuació, les bobines recobertes d'ella es posen en un forn on es fa la cocció. Són molt més resistents a les descàrregues corona. Com és aquest transformador? La seva foto es publica a continuació.
Encapsulació al buit (VPE)
Aquest mètode normalment supera el procés VPI. Durant el procés de fabricació s'afegeixen diverses immersions per encapsular la bobina, després del qual el seu recobriment es cou al forn. Aquests transformadors ofereixen una millor protecció contra entorns agressius i humits que els seus homòlegs VPI. Com és aquest transformador? La seva foto es presenta a continuació.
Encapsulació (segellat)
Els transformadors encapsulats són dispositius convencionals amb bobinatges recoberts amb compostos de silici o resina epoxi i completament tancats en una carcassa pesada. El procés de fabricació omple els bobinatges amb una resina epoxi densa i d' alta resistència dielèctrica, protegint el transformador de tots els ambients.
Bobines foses (en epoxi densificat modelat)
Aquests dispositius contenen bobines que s'encapsulen en epoxi durant el procés d'emmotllament. Estan completament farcits de resina sota l'acció debuit.
Cada mètode d'aïllament de bobinatge és especialment adequat per a entorns específics. És molt important entendre on és millor utilitzar els tipus de dispositiu adequats. Per exemple, els transformadors de resina fosa en sec costen aproximadament un 50% més que els productes VPE o VPI. Per tant, l'elecció d'un tipus específic de dispositiu pot afectar significativament el cost global del projecte.
Recomanacions per a la selecció
Quan es requereix una major resistència a les descàrregues de corona (és a dir, descàrregues elèctriques causades per una intensitat de camp superior a la rigidesa dielèctrica de l'aïllament), quan no es requereix una resistència mecànica augmentada dels bobinatges, s'ha d'utilitzar un transformador de tipus VPI..
Feu-los servir amb bobines de fosa quan es requereixi força i protecció addicionals, com ara en entorns durs, com ara plantes de procés químic, fàbriques de materials de construcció i instal·lacions exteriors. Els ambients agressius inclouen substàncies que poden afectar negativament els bobinats d' altres transformadors de tipus sec, com ara sals, pols, gasos corrosius, humitat i partícules metàl·liques.
A més, els bobinatges de resina colada tenen una capacitat millorada per suportar sobrecàrregues repetides i a curt termini habituals en molts processos de fabricació.
Un enginyer sovint ha de triar entre resina fosa o tipus VPI/VPE per a aplicacions crítiques i entorns durs. El primer tipus es considera generalment el millor. Alguns fabricantstanmateix, s'apunta que l'aïllament de resina colada limita la vida útil del transformador. El coeficient d'expansió tèrmica de la resina epoxi és menor que el dels conductors de coure. L'expansió i la contracció cícliques a mesura que les bobines s'escalfen i es refreden poden fer que la resina s'esquerde. També cal assenyalar que el transformador de tipus VPI pot fer front millor a aquests processos i, per tant, durar més temps. Al final, l'elecció final depèn de l'enginyer elèctric.
Líquid vs. Sec
Els transformadors plens de líquid solen ser més eficients que els de sec, de manera que tenen una vida útil més llarga. A més, el líquid és un mitjà més eficient per refredar zones locals d' alta temperatura en bobinatges. A més, els dispositius plens de líquid tenen una millor capacitat de sobrecàrrega.
Així, un transformador sec de 1000 KVA a mitja càrrega té un nivell de pèrdua d'uns 8 kW, i a plena càrrega uns 16 kW. Al mateix temps, el mateix “mil”, però líquid, té aproximadament la meitat dels residus. L'oli "dos mil" a mitja càrrega té pèrdues de 8 kW, i a plena càrrega - 16 kW. La seva contrapartida en sec es caracteritza per uns costos de 13 i 26,5 kW, respectivament. Això vol dir que són transformadors de tipus sec els que aguanten el dubtós plom en termes de pèrdues. Al mateix temps, el seu preu és superior al dels líquids.
A causa del refredament més intens dels bobinatges, els dispositius líquids tenen dimensions (profunditat i amplada) més petites que els dispositius secs de la mateixa potència. Pot serinfluir en l'àrea requerida de les subestacions transformadores (especialment les integrades) i, per tant, el cost de tota la instal·lació. Per tant, un típic transformador sec de 1000 KVA té una profunditat d'1,6 m i una amplada de 2,44 m. Al mateix temps, un transformador d'oli similar a una profunditat propera té una amplada d'uns 1,5 m. Però aquest tipus, però, té diversos inconvenients.
Per exemple, la protecció contra incendis és més important per als transformadors de líquids quan s'utilitzen un refrigerant inflamable. És cert que els transformadors secs també poden incendiar-se. Fins i tot, un dispositiu de tipus líquid que s'utilitza malament pot explotar.
Depenent de les condicions de funcionament, els productes plens de líquid poden requerir una safata de goteig per recollir les fuites de refrigerant.
Potser a l'hora de seleccionar transformadors, la transició d'una clara preferència pel tipus sec al tipus líquid està entre 500 kVA i 2,5 MVA, amb el primer tipus utilitzat preferentment al límit inferior del rang, i el segon per sobre.
Un factor important a l'hora de triar el tipus és la ubicació d'instal·lació del transformador, com ara dins d'un edifici d'oficines o a l'exterior, així com el servei de càrregues industrials.
Els transformadors de tipus sec de més de 5 MVA estan disponibles, però molts estan plens de líquid. Per a la instal·lació a l'exterior, aquest tipus també és predominant.
Unes paraules sobre la ventilació
Quan el transformador està equipat amb un ventilador, la càrrega es pot augmentar significativament. Per tant, per a bobinatges de fosaaquesta funció pot augmentar la capacitat de càrrega contínua fins a un 50% per sobre de la càrrega nominal. Per als tipus VPE o VPI, l'augment de potència en aquest cas pot arribar al 33%.
Per exemple, la potència d'un transformador bobinat de fosa estàndard de 3000 kVA, quan està equipat amb un ventilador, augmenta a 4500 kVA (en un 50%). Al mateix temps, un tipus VPE o VPI de 2500 kVA amb un ventilador l'elevarà a 3.333 kVA (en un 33%).
No obstant això, sempre has de tenir en compte que la presència d'un bufador redueix la fiabilitat global del sistema. Si el ventilador falla quan funciona amb bufat sota una càrrega superior a la nominal, hi ha un risc real d'un accident greu, com a conseqüència del qual es pot perdre tot el transformador.
I què passa amb el mercat rus?
Val la pena assenyalar que en els últims anys a Rússia hi ha hagut una tendència constant a repetir l'experiència d'Europa, on fins al 90% de tots els transformadors de nova instal·lació són de tipus sec. El mercat reacciona en conseqüència. Avui a la Federació Russa hi ha ofertes d'aquests dispositius de dos grups de fabricants. El primer d'ells inclou marques russes, italianes, xineses i coreanes. Bàsicament, s'ofereixen anàlegs constructius de marques russes conegudes: TSZ, TSL, TSGL. Quant costa un transformador tan sec? El preu d'un "mil" típic varia entre 900 mil i 1 milió de rubles.
El segon grup inclou fabricants alemanys i francesos. Ofereixen qualificacions de les sèries DTTH, GDNN, GDHN. Quant costarà un transformador tan importat? El preu del mateix "mil" serà d'1,5 a 2 milions de rubles.
