V energetickém systému hrají transformátory klíčovou roli při přeměně napětí a distribuci energie. Ve fázi výběru zařízení je však téměř nevyhnutelná otázka: měl byolejové-transformátorynebosuché-transformátorybýt vybrán? Ačkoli jsou oba tyto typy produktů zařízeními poháněnými principy elektromagnetické indukce, vyvinuly se zcela odlišné výkonnostní charakteristiky, nákladové struktury a použitelné hranice kvůli zásadním rozdílům v izolaci a chladicích médiích. Pochopení rozdílů mezi těmito dvěma může nejen pomoci vyhnout se investičnímu plýtvání nebo bezpečnostním rizikům způsobeným nesprávným výběrem, ale také umožnit přesnější sladění mezi plánem napájení a skutečnými provozními podmínkami projektu. Jaké jsou tedy klíčové rozdíly v technologii a aplikaci mezi těmito dvěma typy transformátorů? Jak bychom měli měřit jejich silné a slabé stránky?
Z pohledu konstrukčního návrhuolejové transformátoryzcela ponořte železné jádro a vinutí do minerálního oleje nebo syntetického izolačního oleje a transformátorový olej současně plní dvojí funkci elektrické izolace a vedení tepla. Vnější plášť je utěsněná nádrž na olej, vybavená příslušenstvím, jako jsou olejové polštáře, respirátory, plynová relé, přetlakové ventily atd., které tvoří kompletní systém ochrany a monitorování oleje. Transformátory suchého typu zcela opouštějí kapalná média a jejich železná jádra a vinutí jsou vakuově odlévána epoxidovou pryskyřicí nebo vytvrzována impregnovanou izolační barvou, přičemž k dosažení izolace a odvodu tepla se spoléhají na pevné izolační materiály a přirozený vzduch (nebo nucené chlazení vzduchem). Tyto dvě zcela odlišné stavební cesty určují jejich diferenciaci v následných výkonnostních ukazatelích.
Suché transformátory mají přirozeně nenahraditelné výhody z hlediska bezpečnosti a ochrany životního prostředí. Díky absenci jakýchkoli hořlavých kapalin zcela eliminuje riziko úniku oleje a šíření požáru a ani při dlouhodobém provozu v hustě obydlených administrativních budovách, nemocnicích, obchodních centrech nebo podzemních rozvodnách nebude představovat hrozbu pro požární kontroly a bezpečnost životního prostředí. Transformátory suchého -typu zároveň nemusí věnovat pozornost problémům, jako je zhoršování kvality oleje a kontroly těsnosti, a jejich každodenní údržba je mnohem nižší než u produktů ponořených do oleje. Nemají také ekologickou zátěž v podobě zpracování odpadních olejů. Na druhou stranu u transformátorů ponořených do oleje, ačkoli moderní technologie těsnění snížila pravděpodobnost úniku oleje na velmi nízkou úroveň, stále může dojít k úniku oleje nebo dokonce požáru za extrémních poruchových podmínek. Proto se obvykle vyžaduje, aby byly instalovány v nezávislých ropných šachtách nebo venkovních vyhrazených základech, přičemž je nutné udržovat určitou požární vzdálenost od budov.
Avšak z hlediska výkonu rozptylu tepla a přizpůsobivosti velké kapacity mají olejové transformátory zjevné výhody. Tepelná vodivost transformátorového oleje je mnohem vyšší než u vzduchu, který dokáže rychle odstranit teplo generované železným jádrem a vinutím a uvolnit je do vnější atmosféry přes stěnu olejové nádrže a chladič. Tato funkce umožňuje transformátorům ponořeným v oleji odolávat vyšší hustotě zatížení, udržovat stabilní provoz za podmínek dlouhodobého-plného zatížení nebo dokonce krátkodobého-přetížení a kapacita jedné jednotky může snadno dosáhnout desítek tisíc nebo dokonce milionů kilovoltampér, čímž pokryje celý rozsah úrovní napětí od distribučního po ultra-vysoké napětí. Transformátory suchého typu jsou omezeny kapacitou odvádění tepla vzduchu a úrovní tepelné odolnosti pevných izolačních materiálů. Kapacita jedné jednotky obvykle nepřesahuje 25 000 kilovolt ampér a úroveň napětí je obecně omezena pod 3 500 voltů. Přestože vybavení systémem chlazení s nuceným oběhem vzduchu může během krátké doby zvýšit výstupní kapacitu asi o 50 %, řízení nárůstu teploty za podmínek trvalého vysokého zatížení zůstává hlavní výzvou při jeho návrhu.
Náklady a úspora celého životního cyklu jsou stejně důležité rozměry při výběru. Při stejné kapacitě a úrovni energetické účinnosti jsou náklady na suroviny a výrobu olejových transformátorů nižší než u transformátorů suchého -typu, obecně o 20 až 30 % levnější, zejména ve velkokapacitních specifikacích, kde je tento cenový rozdíl významnější. Pokud je však do hodnocení zahrnut scénář použití, může se situace obrátit: pokud jsou pro vnitřní instalaci zvoleny transformátory ponořené do oleje, je často nutné vybudovat další nezávislé transformátorové místnosti nebo ropné jímky a nakonfigurovat protipožární-zařízení a nádrže na olej při nehodách. Tyto stavební a podpůrné investice mohou snadno kompenzovat cenovou výhodu samotného zařízení; Suché transformátory lze instalovat přímo v nízkonapěťových rozvodných místnostech nebo mezivrstvách zařízení bez nutnosti speciálních protipožárních opatření, což činí celkovou investici do projektu ekonomičtější. Kromě toho, pokud jde o provoz a údržbu, transformátory suchého -typu dosáhly v zásadě bezúdržbového provozu, zatímco transformátory ponořené do oleje vyžadují pravidelné testování vzorků oleje, doplňování oleje nebo ošetření výměny oleje. Na vzdálených nebo bezobslužných místech nelze ignorovat dlouhodobé{11}}náklady na práci a správu této části.
Oba typy transformátorů jsou průběžně optimalizovány z hlediska energetické účinnosti a ztrát. Tradičně byly olejové transformátory schopny dosahovat nižších úrovní ztrát naprázdno a zátěže{1}} díky jejich dobrému odvodu tepla z olejového média a použití optimalizovanějších konstrukcí jádra a vinutí. V posledních letech zaznamenaly značný pokrok také transformátory suchého -typu, zejména transformátory suchého -typu řady SCBH, které používají jádra z amorfní slitiny. Bez-ztráta zátěže může být snížena o více než 60 % ve srovnání s tradičními transformátory ponořenými v oleji z křemíkové oceli a efekt{8}}úspory energie je velmi významný ve scénářích, kdy přerušovaná zátěž nebo nízká zátěž běží po dlouhou dobu. Úroveň ztrát konvenčních suchých transformátorů litých z epoxidové pryskyřice je také blízká úrovni produktů ponořených v oleji stejné kvality a norma energetické účinnosti GB 20052 stanoví v podstatě stejné limitní požadavky pro oba.
Jsou to právě vícerozměrné rozdíly uvedené výše, které způsobují, že olejové transformátory a transformátory suchého -typu tvoří jasné použitelné scénáře pro každý z nich. Olejové transformátory jsou preferovanou volbou pro velké energetické uzly a venkovní scénáře dlouhodobého-nepřetržitého provozu, jako jsou rozvodny elektráren, uzly přenosového vedení, rozvodny průmyslových parků, výrobní linky s vysokou spotřebou energie, jako je metalurgie oceli, a také sběrné stanice rozvoden pro fotovoltaické a větrné elektrárny. V těchto situacích je zařízení obvykle umístěno v samostatné oblasti zařízení s dostatečnou rezervou pro podlahovou plochu a požární vzdálenost, ale komplexní požadavky na kapacitu rozptylu tepla, zkrat-pevnost a celkové náklady na životnost jsou extrémně vysoké. Výhody olejových transformátorů jsou plně využity. Suché transformátory se téměř staly povinnou konfigurací v hustě obydlených nebo prostorově omezených místech, s typickými aplikacemi včetně-výškových kancelářských budov, pěti-hvězdičkových hotelů, velkých nákupních center, nemocničních chirurgických center, letištních terminálů, stanic metra a datových center. V těchto scénářích musí být transformátory instalovány přímo uvnitř budovy a požární bezpečnostní předpisy často výslovně zakazují použití zařízení s olejovým médiem. Zařízení musí zároveň pracovat s nízkou hlučností, bezúdržbově a dokonce musí být možné umístit jej do úzkých prostor, jako jsou elektrické šachty nebo mezivrstvy stropů. Suché transformátory jsou bezpochyby nejbezpečnějším a nejschůdnějším řešením. Kromě toho jsou transformátory suchého{14}}typu stále oblíbenější ve vlhkém, deštivém a prašném prostředí, jako jsou podzemní doly, tunely a chemické závody, a to díky jejich silné odolnosti proti vlhkosti a prachu.
Když zákazníci vaší společnosti váhají mezi transformátory ponořenými v oleji a suchým -transformátorem, jako odborník na zahraniční obchod je můžete vést k tomu, aby začali od řady klíčových problémů, aby si ujasnili své potřeby: zda je napájecí zařízení umístěno uvnitř nebo venku? Jaké jsou specifické požadavky na požární prevenci v požárně bezpečnostní akceptaci území záměru? Patří povaha zátěže k dlouhodobé-dlouhodobé vysoké zátěži, nebo má výrazný denní rozdíl mezi vrcholy? Překračuje kapacita a úroveň napětí, kterých musí jedno zařízení dosáhnout, možný rozsah suchých- transformátorů? Je vlastník projektu citlivější na počáteční investice do vybavení nebo má větší sklony ke snížení celkových nákladů na dlouhodobé-výstavbu a provoz? Po získání jasných odpovědí na každou z těchto otázek se volba mezi transformátory v olejové lázni a suchým -transformátorem často stává přirozeným - venkovním, vysoce-kapacitním, nízkým{7}}nákladům a dlouhodobým-investicím do provozu a údržby mají tendenci upřednostňovat transformátory v olejové lázni; Vnitřní, ohni{9}}odolné, kompaktní, bezúdržbové a bezpečnostní scénáře by měly být více nakloněny suchým{10}}řešením. Vztah mezi dvěma typy zařízení není pouze otázkou nadřazenosti nebo podřízenosti, ale spíše prostřednictvím příslušných technologických genů sdílejí odpovědnost a poslání na různých místech v rámci rozsáhlé sítě energetického systému.
