Сухие трансформаторы: устройство, принцип работы, технические характеристики

Особенности сухого трансформатора

Трансформаторное оборудование используется в современной электротехнике для изменения электрических характеристик в процессе передачи и потребления энергии. Одна из разновидностей таких машин – трансформатор с сухой изоляцией. Сухим трансформатором называют электроустановку, конструктивное устройство которого исключает наличие жидкого диэлектрика между обмотками и корпусом.

Конструкция и принцип работы

Конструктивное устройство такого аппарата сходно с обычным масляным агрегатом. Трансформатор состоит из следующих основных узлов:

Принцип работы основан на выработке электрического тока во вторичной обмотке за счёт наведённой ЭДС на первичной катушке после подачи на неё напряжения, с преобразованием характеристик за счёт разницы количества витков на входе и выходе.

Особенности

Сухие трансформаторы отличаются по виду применяемых обмоток, которые бывают открытого, монолитного и литого типов. Использование двух последних разновидностей ограничено за счёт худшего отвода тепла. Из-за этого для таких катушек используется провод с большим сечением. А для охлаждения требуется увеличение зазоров между обмотками и корпусом, выполнение специальных окон для улучшения циркуляции воздуха и организация принудительного обдува.

Для трансформаторов сухой изоляции используют следующие системы охлаждения:

воздушную, с естественным отводом тепла – температура нагревающихся узлов снижается за счёт прямого контакта с воздушной средой, посредством процесса конвекции и циркуляции воздуха;
воздушную форсированную – воздушный поток направляется вентилятором на обмотки, внутрь корпуса, с обеспечением снижения температуры узлов.

Воздушная система охлаждения с естественным отводом тепла для агрегатов большой мощности требует увеличения размеров корпуса, что ведёт к возрастанию массы и стоимости оборудования, что не всегда приемлемо.

Установка охлаждающих вентиляторов позволяет снизить цену и улучшить характеристики агрегата.

Технические характеристики

Номинальная мощность – определяет объем перерабатываемой электроэнергии для сухого трансформатора.
Номинальное напряжение – показывает значение уровня напряжения, которое может подаваться на каждую из обмоток высокого, среднего и низкого потенциала.
Перегрузочный коэффициент – показывает, на какую величину рабочая нагрузка может превышать значение номинального тока.
Коэффициенты потерь холостого хода и короткого замыкания.
Степень пыле- влагоустойчивости и климатического исполнения – определяет внешние условия, при которых допускается эксплуатировать агрегат и сохраняется прочность изоляции.
Габаритные размеры и масса сухого трансформатора.
Уровень шума.

Для увеличения таблица с характеристиками нажмите на неё:

Преимущества и недостатки

По сравнению с масляными, сухие трансформаторы обладают следующими преимуществами:

экологической безопасностью – для их эксплуатации не предполагается использование токсичных веществ с последующей необходимостью их утилизации. Это значительно снижает негативное воздействие на окружающую среду,
простотой в обслуживании – не требуется постоянная замена и доливка масла, контроль герметичности узлов,
безопасностью в эксплуатации – у таких аппаратов значительно ниже пожарная опасность и риск возгорания, исключена угроза температурного расширения масла с возможным взрывом,
простотой конструкции – это удешевляет производство и обеспечивает надёжность в работе,
небольшим весом – что особенно актуально для агрегатов значительной мощности по причине того, что не используется жидкий диэлектрик.

Недостатки связаны со сравнительно большими габаритами. Для мощных машин возникает необходимость значительного увеличения объёма корпуса, чтобы увеличить воздушный зазор для охлаждения.

Применение литой изоляции вызывает опасность механического разрушения при эксплуатации в условиях пониженных температур или резких температурных колебаний.

Область применения

Указанное оборудование повсеместно применяется в бытовой и производственной сфере. Сухие трансформаторы используются для преобразования электрической энергии на предприятиях в следующих областях:

Тяговых и трансформаторных подстанциях при передаче энергии,
Привода наземного электрического транспорта,
Электроснабжения производственных цехов и пр.

В быту такие машины устанавливаются для подачи преобразованной энергии на жилые дома и общественные учреждения. Миниатюрные устройства применяются для подключения различного бытового оборудования.

Обзор цен

Стоимость указанного оборудования зависит от расценок производителя и характеристик мощности. Агрегаты мощностью от 10 до 2500 кВА стоят от 200 000 до 1 900 000 рублей.

Сухие трансформаторы получили широкое распространение в современном промышленном производстве и в бытовой сфере.

Что такое сухой трансформатор и как он работает?

Для преобразования электрических величин при передаче и потреблении используется различное трансформаторное оборудование. Среди большого разнообразия данного типа электрических машин существуют модели с различным типом изоляции, количества фаз и охлаждения. Отдельным видом трансформаторного оборудования является сухой трансформатор, который постепенно вытесняет маслонаполненные агрегаты.

Что такое сухой трансформатор?

Понятие сухого трансформатора подразумевает, что пространство между обмотками и корпусом не заполнено жидким диэлектриком. Идея сухих преобразователей появилась относительно давно, однако их практическая реализация всячески тормозилась из-за отсутствия подходящих технических средств.

Поэтому на начальных этапах их изготавливали для внутренней установки в сухих помещениях, маломощных приборов с закрытым корпусом, лабораторных образцов и т.д. Но с появлением технологий и материалов, которые позволили не накапливать влагу из окружающего пространства, их сфера применения расширилась и на открытую часть электроустановок высоковольтного напряжения.

Конструкция и принцип работы

Конструкция сухого трансформатора

Конструкция сухого агрегата практически не отличается от классического масляного трансформатора.

Среди элементов силовых трансформатором с воздушным охлаждением выделяют:

Магнитопровод – является элементом передачи магнитодвижущей силы между обмотками. Чаще всего изготавливается из шихтованной, ленточной или пластинчатой стали. По конструкции сердечники трансформаторов сухого типа могут быть стержневыми, кольцевидными или броневыми.

Обмотки – представляют собой элемент для протекания электрического тока и формирования электромагнитного взаимодействия, последующей генерации ЭДС и МДС. Для изготовления обмоток применяются медные или алюминиевые проводники, круглого или прямоугольного сечения. Как и в силовых масляных трансформаторах, обмотки высокого напряжения размещаются на обмотках низкого, а в маломощных могут разноситься по полюсам сердечника.

Изоляция обмоток – применяется для электрического отделения токоведущих частей от заземленных, их защиты от воздействия окружающей среды. Литая изоляция производится электротехническим лаком, полиамидными и эпоксидными смолами, может покрываться полимерными составом, пропитанной тканью и прочими. В состав большинства материалов включаются антипирены – вещества, приводящие к самозатуханию при возгорании.
Соединительные стяжки, болты, рамы, распорки и другие вспомогательные детали, обеспечивающие надежное закрепление и фиксацию всех частей. В каждой конкретной модели могут применятся все или только некоторые из вышеперечисленных.
Защитный кожух или корпус – необходим для предотвращения приближения к токоведущим частям на недопустимое расстояние. Изготавливается специальный кожух из металла, а при работе заземляется.

Изоляторы – необходимы для вывода концов обмоток высокого и низкого напряжения через корпус.

Принцип действия заключается в подаче напряжения на первичную обмотку сухого трансформатора, после чего по ней начинает протекать электроток. От направленного движения заряженных частиц возникает электромагнитный поток, наводящий во вторичной обмотке ЭДС. Которая и обеспечивает разность потенциалов во вторичной обмотке и возможность для протекания тока при подключении номинальной нагрузки.

Всего существует три типа обмоток в сухих агрегатах – открытые, монолитные и литые. Из-за применения монолитных и литых обмоток трансформаторы этой серии значительно хуже отводят тепло, поэтому в них используются проводники большего сечения. А в ходе работы отвод тепловой энергии может потребовать принудительной подачи воздуха или большего пространства в корпусе, наличия дополнительных вентиляционных каналов для отвода воздушных масс.

Рис. 5. Система вентиляции трансформатора

Технические параметры

Перед установкой сухого трансформатора важно точно определить его технические характеристики, которые предоставят базовую информацию о пригодности агрегата для работы в тех или иных условиях.

Среди наиболее важных параметров выделяют:

Номинальная мощность – определяет объем перерабатываемой электроэнергии для сухого трансформатора.
Номинальное напряжение – показывает значение уровня напряжения, которое может подаваться на каждую из обмоток высокого, среднего и низкого потенциала.
Перегрузочный коэффициент – показывает, на какую величину рабочая нагрузка может превышать значение номинального тока.

Коэффициенты потерь холостого хода и короткого замыкания.
Степень пыле- влагоустойчивости и климатического исполнения – определяет внешние условия, при которых допускается эксплуатировать агрегат и сохраняется прочность изоляции.
Габаритные размеры и масса сухого трансформатора.

Область применения

Рис. 7. Практическое применение сухих трансформаторов

В виду повсеместного использования электрической энергии для всех производственных и технологических процессов сухие трансформаторы, как высоковольтные преобразователи имеют довольно широкое применение. Их используют для электроснабжения систем наземного электрифицированного транспорта, тяговых и трансформаторных подстанций, питания производственных цехов. Кроме промышленного сектора сухие агрегаты используются в сельскохозяйственной отрасли, для торговых комплексов, курортных баз и поселков. В быту они применяются для электропитания многоквартирных домов, школ и дошкольных заведений.

Область применения слаботочных сухих трансформаторов малой мощности практически ничем не ограничена. Это всевозможные бытовые приборы, устройства и приспособления малой механизации, преобразователи и сварочное оборудование.

Преимущества и недостатки

В сравнении с широко применяемыми маслонаполненными электрическими машинами, сухие трансформаторы обладают рядом преимуществ:

Не наносят вреда экологии местности в случае аварийной ситуации, в отличии от вытекающего трансформаторного масла.
Более просты в обслуживании – нет нужды контролировать химический состав трансформаторного масла, температуру вспышки, производить слив для вскрытия крышки и т.д. Что существенно сокращает затраты собственника на текущее содержание сухого трансформатора.
Обеспечивает высокую степень безопасности в аварийных ситуациях – отсутствует угроза возгорания масла, температурного расширения с последующим взрывом и т.д.
Отличаются простотой конструкции, так как нет необходимости обеспечивать герметичность корпуса.
Мощные модели обладают сравнительно меньшим весом из-за отсутствия жидкого диэлектрика.

Но, наряду с преимуществами сухие трансформаторы обладают и некоторыми недостатками. Во-первых, такое оборудование будет иметь сравнительно большие габариты, которые увеличиваются пропорционально увеличению мощности трансформатора. Это обуславливается необходимостью обеспечить достаточную ширину воздушного зазора для охлаждения. Во-вторых, из-за применения литой изоляции при низких температурах или их перепадах возможно механическое напряжение в диэлектрике, что может привести к его локальному разрушению в трансформаторе.

Типы и виды сухих трансформаторов – технические характеристики

Сухой трансформатор – техническое оборудование, преобразовывающее переменный электроток. Оборудование нагревается при функционировании. По данной причине в нем предусматривается охлаждающая система. В современных сухих трансформаторах эффективная тепловая защита работает на воздушном охлаждении. Основные достоинства сухих агрегатов перед стандартными масляными – небольшие габариты, легкость применения.

Технические характеристики сухого трансформатора

В настоящее время сухие трансформаторы выбираются для работы в разных электрических системах, поскольку отличаются хорошими техническими параметрами:

безопасностью – среди деталей конструкции нет горючих материалов. Аппараты замечательно переносят тряску;
комплектацией прочным защитным кожухом – уменьшение рисков поражения работников током во время функционирования трансформатора;
возможностью установки в сухих закрытых помещениях, которые отвечают повышенным требованиям к противопожарной безопасности;
применением внутри помещений с влажностью не больше 80% или в умеренных климатических условиях;
легкостью обслуживания – нет необходимости в замене масла, как в случае использования масляных трансформаторов.

Оборудование в зависимости от исполнения подходит для электрического снабжения жилого сектора, перерабатывающих нефть, металлургических, целлюлозно-бумажных предприятий, а также машиностроительных заводов, транспорта и проч.

Конструкционные особенности сухих трансформаторов

Строение сухих трансформаторов похоже на конструкцию масляных аналогов и предполагает наличие обмотки (напряжения низкого/высокого), отводов, магнитопровода, изоляции, кожуха для защиты. Аппараты, имеющие мощность не более 2500 кВт, способны охлаждаться благодаря природной циркуляции воздуха. Что касается мощнейших агрегатов, воздух перегоняется при помощи специальных вентиляционных устройств.

В специальном защитном кожухе расположены обмотки. Каждый сухой трансформатор имеет охлаждающую и защитную среду – воздух, который окружает конструкцию. Его нельзя считать таким же эффективным изолятором, как масло в масляных агрегатах. По данной причине сухие трансформаторы имеют дополнительную изоляцию. Обмотки пропитаны смолой для ее усиления.

Типы сухих трансформаторов

Подбирая силовой агрегат для проекта электроснабжения, важно брать во внимание, какие виды сухих трансформаторов доступны в продаже.

С литой изоляцией. Силовые модели известны как ТСЛ. Они отличаются монолитным строением. Заливка изоляции обмоток выполняется в глубоком вакууме. Пропитка приводов делается лаком, в последствии запекается. Благодаря такому подходу к производству удается получить оборудование с высокими техническими характеристиками. ТСЛ проявляют стойкость к загрязненным, агрессивным средам.
Функциональные силовые трансформаторы (сокращенно ТС/ТСЗ) – обмотки с изоляцией, которая пропитана технической смолой. Оборудование имеет защитный кожух. При желании заказчика модель поставляется в открытой конструкции.
ТСЗГЛ и ТСГЛ – в моделях применяется литая изоляция, сделанная геафоли для улучшения стойкости агрегата к нагреву. Аппараты такого типа относятся к классу F.

Сухие трансформаторы эксплуатируются в среднем до 20 лет, что практически на 10 лет больше, чем масляные аналоги. Важно брать во внимание, что масляные трансформаторы служат дольше только в случае регулярной замены масла. В пользу сухих аппаратов говорит возможность сохранять время и средства на обслуживании. Также представленное оборудование является полностью безопасным для потребителей электрической энергии.

Преимущества и недостатки трансформаторов с сухой изоляцией

Линии электроснабжения сегодня нуждаются в качественном оборудовании, которое сможет обеспечить подачу тока необходимого значения. В России на пути передачи электричества конечному потребителю применяют сухие трансформаторы. Они повышают, понижают напряжение, меняют частоту, фазность тока. Что такое сухой трансформатор, особенности применения, конструктивные особенности трансформаторной установки будут рассмотрены далее. Как выбрать оптимальное устройство российского и зарубежного производства, помогут советы специалистов.

Область применения

Российские производители изготавливают сухие и масляные трансформаторы. Конструкция отличается способом охлаждения. Сухие силовые трансформаторы избегают теплового разрушения активной части посредством воздуха. В другой разновидности конструкций применяется масло. Выбор типа трансформаторного оборудования зависит от особенностей эксплуатации. Приборы отличаются ценой, функционированием.

Установка масляных и сухих трансформаторных производится на высоковольтных станциях для понижения, повышения напряжения до требуемого значения. Это силовой агрегат, применяемый повсеместно.

Повышение значения токов проводится сухими трансформаторами для передачи электричества на дальние расстояния. Применяя такую установку, удается избежать потерь напряжения.

Технические характеристики сухого трансформатора позволяют понизить напряжение в сети до допустимой нормы. Это позволяет избежать перегрузок в установках, потребляющих электроэнергию. В зависимости от потребностей сети применяются сухие трансформаторы мощностью 100 кВА, 250 кВА, 400 кВА, 630 кВА, 1000 кВА. В российских агрегатах производством может быть заложена и более высокая мощность. Представленное оборудование устанавливается в помещении или на улице. Трансформаторные аппараты применяются в бытовых и промышленных сетях при осуществлении человеком различных видов деятельности.

Конструкция

Масляный и сухой тип охлаждения применяется в конструкции силового оборудования. Представленные разновидности в общем мало чем отличаются. При производстве представленных агрегатов конструкция обеспечивается магнитоприводом и контурами ВН (высокое напряжение) и НН (низкое напряжение). Для изготовления активной части оборудования применяются допустимые материалы. Сердечник изготавливается из электротехнической стали. Контуры бывают медными и алюминиевыми.

Предусматривается наличие кожуха. Воздух в сухом аппарате служит не только температурной защитой, но и изоляцией. Вентиляционные отверстия в представленном оборудовании больше, чем в масляных трансформаторах. Перегрузка из-за перегрева при использовании воздуха в качестве охладителя более вероятна.

Обмотки

Трансформатор сухой 250 кВА, 400 кВА, 1000 кВА и прочие разновидности отличаются категориями обмотки. Различают два типа контуров:

ТСЗК – включает лаки на кремнийорганической основе.
ТСЗ – создается из стекла. Отличается хорошими теплоизоляционными характеристиками.

Изоляция пропитывается специальными составами. Это предотвращает скапливание влаги внутри. Допустимая температура обмоток изоляции на основе асбеста и стекловолокна выше. Применение новых материалов позволяет избежать перегрузки системы.

Дополнительные элементы

Конструкция дополняется специальными устройствами. Чтобы регулировать исходящее напряжение сухой трансформатор 250 кВА, 630 кВА и прочие разновидности имеют реле. Например, это может быть устройство РПГ, РПН, ПБВ.

Установка требует контроля уровня нагрева магнитопривода. В противном случае возникнет перегрузка, аварийная ситуация. Автоматически контролирует параметры функционирования щит тепловой защиты (ЩТЗТ). Это надежное оборудование. Производство сухих трансформаторов применяет иногда иную систему. Для щитков ЩТЗТ выполняется установка датчика. Прибор реагирует на повышение температуры.

Щитки ЩТЗТ не допускают нагрев активной части свыше 10%. Характеристики, свойственные установке, разрешают кратковременное повышение температуры. Нагрев должен быстро снижаться. За это отвечает щиток. Превышение допустимых показателей температуры длительное время приводит к нарушениям работы агрегата, возникает перегрузка.

Габариты

Сухие трансформаторы имеют, по сравнению с масляными конструкциями, большие габариты. Перегрузка в этом случае при правильной эксплуатации маловероятна. Вес и размер зависят также от мощности. Установка монтируется в закрытых сухих помещениях.

Благодаря большим габаритам получается создать качественную вентиляцию внутри корпуса конструкции.

Преимущества и недостатки

Сухие трансформаторы характеризуются рядом особенностей. Технические характеристики, устройство аппаратуры говорят о высоком спросе на представленное оборудование. Высокая востребованность объясняется преимуществами, которыми обладает трансформаторное устройство сухого типа. Есть и недостатки. О них необходимо узнать перед приобретением аппаратуры.

Преимущества

Представленная установка для трансформации тока обладает массой достоинств. Преимущества сухих трансформаторов следующие:

Применение при изготовлении специальной стали привело к снижению потерь в сети.
Современные комплектующие позволяют снизить габариты и вес агрегатов.
Преимуществом является экологическая безопасность приборов. В системе отсутствует масляный охладитель, который выделяет вредные для здоровья человека и окружающей среды вещества.
Оборудование пожаробезопасное. При создании обмоток применяются негорючие материалы.
Исполнение универсальное. Оборудование применяется в различных условиях.

Стоимость представленных установок приемлемая. На цену влияет мощность и габаритные размеры агрегата.

Недостатки

Сухие трансформаторы имеют и ряд недостатков. Их перегрузочная способность уступает масляным разновидностям оборудования. Стоимость последних будет значительно меньше. И продаются они дороже. Они имеют большие габариты, что значительно влияет на цену изделия.

Обслуживание

Не смотря на недостатки, сухие трансформаторные приборы используются в различных сферах человеческой деятельности часто. Обслуживание агрегата простое. Проверка производится раз в 6 месяцев. При этом проверяется система вентиляции.

Уход за агрегатом предполагает также его периодическую очистку от различных загрязнений. Частота уборки зависит от особенностей окружающей среды. В пыльных помещениях уход за поверхностью прибора необходимо выполнять чаще.

Читайте также:

Тамбурные решетчатые двери

Обслуживание предполагает проведение внешнего осмотра оборудования. На нем не должно быть дефектов, механических повреждений. Крепежные элементы должны быть крепко затянуты. Болты проверяются раз в год. Выполняя простые рекомендации по проведению обслуживания, можно обеспечить длительную, надежную работу агрегата.

Видео: Производство сухих трансформаторов с литой изоляцией серии ТЛС

Рассмотрев особенности сухих трансформаторов, рекомендации по их выбору и эксплуатации, можно приобрести оптимальное оборудование в соответствии с особенностями сети.

Преимущества и недостатки трансформаторов с сухой изоляцией

Область применения

Конструктивные особенности сухих трансформаторов

Сухие воздушные трансформаторы с литой изоляцией могут быть высоковольтными и низковольтными. Мощность этих устройств будет зависеть от типа вентиляции.

Сухие трансформаторы с естественным воздушным охлаждением могут иметь:

открытое (С),
защищенное (СЗ)
герметизированное (СГ) исполнение.

Трансформаторы типа СЗ закрывают защитным кожухом с отверстиями, а типа СГ— герметическим кожухом. Для повышения интенсивности охлаждения применяют обдув обмоток и магнитопровода потоком воздуха от вентилятора. Сухие трансформаторы с воздушным дутьем имеют условное обозначение СД.

Трансформаторы малой мощности выполняют, как правило, с охлаждением типа С

В некоторых случаях их помещают в корпус, залитый термореактивными компаундами на основе эпоксидных смол или других подобных материалов. Такие компаунды обладают высокими электроизоляционными и влагозащитными свойствами. После затвердевания они не расплавляются при повышенных температурах и обеспечивают надежную защиту трансформатора от механических и атмосферных воздействий.

Низковольтные преобразователи будут иметь естественную систему охлаждения.

Сухой трансформатор мощностью 320 кВ без кожуха

1 — вертикальные стяжные шпильки; 2 — обмотки ВН; 3 — фарфоровые подкладки для прессовки обмоток; 4— стальное прессующее кольцо; 5 — опорные изоляторы отводов ВН; б — отводы ВН; 7 — фарфоровые подкладки для крепления отводов НН; 8 — доска зажимов ВН

Высоковольтные преобразователи мощность которых достигает 10 КВА имеют принудительное охлаждение.

Как видно на схеме здесь изображен сухой трансформатор без кожуха. В большинстве случаев, чтобы использовать эти устройства, вам не потребуется дополнительная изоляция. При необходимости спроектировать специальный кожух можно самостоятельно. Его мощность составляет 320 кВа. При необходимости вы можете прочесть про трансформатор ТМН.

Еще к одному подвиду сухих трансформаторов можно отнести измерительные преобразователи. Это важное оборудование, которое используется для понижения цепей высокого напряжения.

По своей конструкции эти устройства также могут быть и однофазными. В зависимости от области эксплуатации их можно разделить на масляные, сухие или устройства, которые будут иметь литую изоляцию.

Конструкция

Обмотки

ТСЗК – включает лаки на кремнийорганической основе.
ТСЗ – создается из стекла. Отличается хорошими теплоизоляционными характеристиками.

Дополнительные элементы

1. Общие технические сведения по трансформаторам

Буквеннее обозначение трансформатора содержит следующие данные в указанном порядке: исполнение трансформатора — трехфазное Т, однофазное О; вид охлаждения — естественная циркуляция воздуха и масла М, ествественное воздушное охлаждение при открытом исполнении С, естественное воздушное охлаждение при защищенном исполнении СЗ;
принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла Д; число обмоток — трехобмоточный трансформатор Т. Выполнение одной обмотки с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН) обозначают буквой Н. Трансформатор с расщепленной обмоткой НН обозначают буквой Р (например, ТРДН). Исполнение трансформатора для собственных нужд электростанций обозначают буквой С (например, ТРДНС); Г — грузоупорное исполнение.

Для обозначения автотрансформатора добавляют букВА впереди букв, указанных выше. Исполнение трансформатора с естественным масляным охлаждением с защитой при помощи азотной подушки, без расширителя, обозначают дополнительной буквой З после вида охлаждения (например, ТМЗ). БукВА может стоять на втором, третьем или четвертом месте — в этом случае используются трансформаторы с алюминиевыми обмотками (например, ТСЛ, ТСЗЛ).

Числитель дроби — номинальная мощность, кВА; знаменатель — номинальное напряжение, кВ. Цифра после дроби — год разработки; У1 — климатическое исполнение и категория размещения.

Технические характеристики трансформаторов приведены в табл. 1— 16.

Таблица 1. Технические характеристики силовых трехфазных трансформаторов с естественным охлаждением

Что такое сухие трансформаторы?

Преобразователи предназначены для изменения электрического тока посредством использования электромагнитной индукции. По типу конструкцию бывают масляные и сухие трансформаторы с литой изоляцией, которые отличаются между собой принципом охлаждения.

Что это такое

Сухие, разделительные или воздушные трансформаторы (ТС, ТСШ, печные ТСП) – это вид преобразователей ГОСТ Р 54827-2011, в которых магнитная система и две или более обмотки не погружаются в масляный раствор, а остужаются за счет движения воздушных потоков. Эти электрические устройства более просты и безопасны в эксплуатации хотя бы потому, что производители устранили проблему регулярной замены масла и контроля утечки охлаждающей жидкости. Также, как и любые другие трансформаторы они могут быть понижающими (для преобразования и понижения напряжения), повышающими (с прямо-пропорциональным принципом действия).

Фото – ТМПНГ 630

Недостатком работы считается то, что воздух охлаждает обмотки значительно медленнее, нежели масло. Поэтому между изоляциями сухих преобразователей большее расстояние и увеличенная ширина вентиляционных проходов.

Преимущества сухих трансформаторов:

Безопасность. В масляных устройствах (Zucchini, ТМС) велика вероятность утечки масла или возгорания преобразователя;
Простота в установке и использовании. В «мокрых» преобразователях нужно регулярно менять масло, иначе оно стареет, теряет свои свойства и засоряет протоки. Воздушные трансформаторы можно устанавливать в любых помещениях, без использования специальных сооружений (защитных кожухов). Для монтажа подходят короткие провода. Они нуждаются в регулярной чистке протоков и периодическом осмотре;
Перегрузка возможна очень высокого напряжения, но на непродолжительный срок;
Экологичность. Их можно устанавливать на участках, которые требует повышенной безопасности окружающей среды. Они активно применяются на территориях общего пользования (школы, институты, кинотеатры и т. д.), на различных предприятиях по переработке нефти, газа и химических отходов, также их используют реакторы атомных электростанций и для собственных нужд.

Но при этом, высоковольтные сухие модели имеют увеличенные габариты, в сравнении с моделями, работающими на жидком охлаждении. Иными словами, преобразователи, имеющие одинаковые параметры работы (показатели номинального напряжения, тока и т. д.), но работающие на различных диэлектриках, будут значительно отличаться друг от друга размерами.

Фото – допустимые перегрузки сухих трансформаторов

Из чего состоит сухой трансформатор

Устройство сухого трансформатора во многом схоже с масляным трансформатором.

Конструкция трансформатора сухого предполагает: магнитопровод, обмотки высокого и низкого напряжения, отводы, изоляцию, защитный кожух.

Трансформаторы мощностью до 2500 кВт охлаждаются естественной циркуляцией воздуха. В более мощных моделях воздух «гоняют» вентиляторы.

Обмотки трансформатора находятся в защитном кожухе. Изолирующая и охлаждающая среда трансформатора – это окружающий воздух. Воздух – не такой хороший изолятор, как масло в масляном трансформаторе. Поэтому трансформаторы ТС оборудуют дополнительной изоляцией. Чтобы усилить изоляцию сухого трансформатора, обмотки пропитывают специальной смолой.

Конструктивные особенности

Сухие воздушные трансформаторы с литой изоляцией могут быть высоковольтными и низковольтными. Мощность этих устройств будет зависеть от типа вентиляции. Низковольтные преобразователи будут иметь естественную систему охлаждения. Высоковольтные преобразователи мощность которых достигает 10 КВА имеют принудительное охлаждение.

Схема, которую мы поместили будет включать в себя следующие элементы:

Высоковольтный провод.
Специальные шпильки.
Прокладки для зажима.
Прижимное кольцо.
Изоляторы.
Отводы.
Прокладки из фарфора для отводов.
Зажимную доску.
Регулировочные ответвления.

Читайте также:

Чем можно резать листы металлочерепицы?

Как видно н схеме здесь изображен сухой трансформатор без кожуха. В большинстве случаев, чтобы использовать эти устройства, вам не потребуется дополнительная изоляция. При необходимости спроектировать специальный кожух можно самостоятельно. Его мощность составляет 320 кВа. При необходимости вы можете прочесть про трансформатор ТМГ.

Отводы воздушных сухих преобразователей обычно изготавливают из алюминиевых или медных проводников. Все зажимы будут выводиться на доску. Для отводов производитель использует опорные изоляторы, а для низковольтных трансформаторов производитель использует фарфоровые подкладки. Еще к одному подвиду сухих трансформаторов можно отнести измерительные преобразователи. Это важное оборудование, которое используется для понижения цепей высокого напряжения.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 1587
Источник: http://FasadDomStroy.ru/otdelka-doma-dizajn/chto-takoe-syhie-transformatory.html

Типы сухих трансформаторов

Трансформаторы с открытой обмоткой

Силовой трансформатор ТСЗ/ТС. Изоляция обмоток в таком устройстве пропитана специальной смолой. Трансформатор поставляется в открытом исполнении (ТС) или в защитном кожухе (ТСЗ).

Сухие трансформаторы с литой изоляцией. Силовые трансформаторы ТСЛ с литой изоляцией имеют монолитную конструкцию. Изоляцию обмоток производитель заливает в глубоком вакууме. А изоляцию приводов пропитывает лаком и запекает. Отсюда повышенные характеристики устойчивости трансформатора ТСЛ к агрессивной и загрязненной среде. В некоторых устройствах используется литая изоляция из геафоли: трансформаторы ТСГЛ и трансформаторы сухие ТСЗГЛ. Геафоль обеспечивает повышенную устойчивость трансформатора к нагреву (класс F).

Средний срок службы сухого трансформатора 15-25 лет. Это примерно на 5-10 лет меньше, чем у масляного трансформатора. Но учтите, что масляный трансформатор прослужит дольше только при регулярной замене масла в баке. А в сухом трансформаторе нет охлаждающей жидкости. Поэтому выбор в пользу сухого трансформатора – это реальная экономия на обслуживании и безопасность для потребителей электроэнергии.

Если у вас возникли сомнения в выборе трансформатора, обращайтесь за консультацией к производителю или к его официальным представителям в вашем регионе.

Параметры

Каждый преобразователь имеет определенные показатели работы. Какие технические характеристики имеет ТСЗГЛ-1000 (трансформатор сухой 1000 кВА):

Номинальная мощность, кВА	1000
Ток, А	1,5
Потери мощности при ХХ и КЗ, Вт	2,8/1,8
Напряжение короткого замыкания, В	6

Эти устройства используются в различных тяговых механизмах, они комплектуются обмотками Siemens, что повышает их качество и стойкость к перепадам напряжения. Температура охлаждения до -60. Преобразователи этого типа изготавливаются с литой изоляцией, как и Триал (Trihal, фирмы Шнайдер Электрик) и SGB-SMIT, что гарантирует их повышенную безопасность от возгорания.

RESIBLOC 315 – 2500 кВА от ABB (АВВ):

Мощность, кВА	До 63 МВА
Напряжение первичной обмотки, кВ	До 36
Вторичной обмотки, кВ	До 24
Частота, Гц	50, 60 и 16 2/3
Принцип охлаждения	Принудительное и воздушное/принудительное
Защита	IP00 – IP54

Их импортными аналогами являются итальянские GBE, SEA S.p.A, TESAR и прочие.

Номинальная мощность, кВА	7,3
Номинальные напряжения обмоток (сетевой /вентильной), В	380; 400; 500; 660/
Масса, кг	205
Габариты, ДхШхВ, мм	625 х 305 х 325

Параметры серии ТП:

Характеристики	Значения
Мощности, кВА	0.1; 0.16; 0.25; 0.40; 0.63; 1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10.0; 16.0; 25.0; 40.0; 63.0;100.0
Мощности трехфазных трансформаторов, кВА	1.0; 1.6; 2.5; 4.0; 6.3; 10.0; 16.0; 25.0; 40.0; 63.0; 100.0; 160.0; 250.0
Вид охлаждения	воздушное, естественное
Изоляция	В
Степень защиты	IP20
Климатическое исполнение	У или УХЛ (для районов с умеренным или умеренно-холодным климатом)

Читайте также:

Тамбурные решетчатые двери

Однофазные сухие тороидальные трансформаторы серии ОСМ-0,063 (аналог TTR):

Мощность, кВА	0,063
Номинальное напряжение первичной обмотки, В	110; 220; 380; 660
У вторичной обмотки, В	12; 14; 24; 29; 42; 56; 110; 130; 220; 260
Вес, кг	1,4

Сухие трансформаторы Trihal 1600 (есть модификации от 630 ква до 3200):

Мощность, кВА	1600 кВа
Напряжение обмоток, первичной и вторичной, кВ	6/0,4
D/Yn	11
IP00

Габариты

Благодаря большим габаритам получается создать качественную вентиляцию внутри корпуса конструкции.

Преимущества и недостатки

Преимущества

Применение при изготовлении специальной стали привело к снижению потерь в сети.
Современные комплектующие позволяют снизить габариты и вес агрегатов.
Преимуществом является экологическая безопасность приборов. В системе отсутствует масляный охладитель, который выделяет вредные для здоровья человека и окружающей среды вещества.
Оборудование пожаробезопасное. При создании обмоток применяются негорючие материалы.
Исполнение универсальное. Оборудование применяется в различных условиях.

Стоимость представленных установок приемлемая. На цену влияет мощность и габаритные размеры агрегата.

Недостатки

Обслуживание

Видео: Производство сухих трансформаторов с литой изоляцией серии ТЛС

Кол-во блоков: 13 | Общее кол-во символов: 14450
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

Трансформаторы силовые сухие

Силовые сухие трансформаторы изготавливаются в широком классе напряжения и внушительном мощностном диапазоне, с прицелом на конкретные климатические условия в которых им предстоит функционировать.

Назначение силовых сухих трансформаторов

Использование таких трансформаторов обусловлено необходимостью изменения характеристик электрического тока при помощи индукции электромагнитного поля. Сухие трансформаторы с литой изоляцией, отличаются от тех же масляных агрегатов по принципу отвода тепла от нагреваемых в результате воздействия тока элементов.

Сухие трансформаторы – это вид преобразователей электрической энергии, в которых отвод тепла от активных частей установки и используемых обмоток агрегата, происходит путём естественной циркуляции воздушных масс. Такое конструктивное решение делает установку более простой и безопасной. Сухие преобразователи энергии не нуждаются в замене масла или контроле утечки иной охлаждающей жидкости.

Читайте также:

Как и прочие электротехнические устройства этого типа, такие трансформаторы делятся на:

повышающие;
понижающие

Особенности конструкции силовых трансформаторов

В связи с тем, что естественное движение воздушных потоков гораздо медленнее, чем скорость движения масла в корпусе, конструкция вентилирования корпуса существенно отличается. Расстояние между воздушными проходами рёбер охлаждения намного шире.

Различают два вида силовых трансформаторов:

У низковольтных трансформаторов магнитные обмотки и других токоведущие элементы охлаждаются за счёт естественной системы охлаждения. Высоковольтные преобразователи энергии охлаждаются принудительной вентиляцией.

Конструкция силового сухого трансформатора:

Воздушные отводы сухих агрегатов выполнены из провода алюминия или меди. Отвод высоковольтного напряжения осуществляется опорными изоляторами. У низковольтных агрегатов такой эффект достигается путём установки фарфоровых прокладок.

Преимущества

Современная технология изготовления силовых преобразовательных устройств сухого типа, гарантирует высокое качество и длительный срок службы электротехнического оборудования. Высокая электрическая стабильность агрегата достигается изоляцией проводов качественным сверхпрочным диэлектрическим составом. Высокая механическая надёжность трансформатора обусловлена использованием специальных бандажных лент. Пропитанные лаком и запёкшиеся ленты обеспечивают монолитность всей конструкции.

Достоинства сухих трансформаторов:

упразднены расходы на обслуживание установки (не требуется чистка и замена масла);

быстрая окупаемость финансовых вложений (использование новейших нагревостойких материалов позволяет увеличивать полезные электромагнитные нагрузки и понизить затраты на активные материалы);

высокая безопасность (увеличено значение диапазона рабочих температур за счёт использования стекловолокна и асбеста в качестве изоляционных элементов);

возможность эксплуатирования агрегата с применением защитного кожуха и без него;

незаменимы для использования в сухих помещениях с повышенным классом пожароопасности.

Использование специальных наполнителей даёт возможность изготавливать литые обмотки трансформатора. Таким образом обеспечивается повышение механических, противопожарных и теплопроводящих свойств агрегата, а сама концепция позволяет придать жёсткость всей конструкции.

Распространённые серии силовых трансформаторов сухого типа

Трёхфазная силовая модель сухого типа. Предназначена для преобразования электроэнергии в сети промышленной частоты 50Гц. В своём составе имеет начинку из надёжной геафолевой литой изоляции. Комплектование алюминиевых обмоток данной серии производит известная компания Siemens. Для повышения надёжности обмотки дополнительно усилены стеклосеткой. Она предотвращает появление трещин в эпоксидном компаунде даже в условиях сильных перегрузок. Диапазон мощности составляет от 100 до 3150 кВ·А.

2.ТСГЛ 20 и схожие категории той же модели.

Тип трансформаторов, которые являются усовершенствованной серией предыдущей модели. Обмотки комплектуются фирмой Siemens. У этой модели они изготовлены из меди. Надёжная многоуровневая изоляция не требует дополнительного технического обслуживания. Покрывающая обмотки агрегата геафоль, не является токсичной и не выделяет вредных газов. Диапазон мощности составляет от 400 до 1600 кВ·А.

3.ТСЛ либо ТСЗЛ.

Относительно миниатюрные силовые трёхфазные агрегаты сухого типа с литой изоляцией обмоток. Выпускаются производителем как в защитном кожухе (ТСЗЛ), так и без него (ТСЛ). В зависимости от необходимых условий эксплуатации предусмотрено два вида конструктивного исполнения с разными степенями защиты трансформаторов (ТСЛ – IP00, ТСЗЛ – IP21). Низковольтный агрегат не теряет своих преобразовательных свойств в самом широком температурном диапазоне окружающей среды, которая может колебаться без пагубного воздействия на установку от +40 до -60 °С. Диапазон мощности составляет от 25 до 160 кВ·А.

4.ТС либо ТСЗ.