В энергосистеме трансформаторы играют ключевую роль в преобразовании напряжения и распределении энергии. Однако на этапе выбора оборудования почти неизбежен вопрос: следует лимасляные-трансформаторыилитрансформаторы сухого-типабыть выбранным? Хотя эти два типа продуктов являются устройствами, работающими на принципах электромагнитной индукции, они приобрели совершенно разные эксплуатационные характеристики, структуру затрат и границы применимости из-за фундаментальных различий в изоляции и охлаждающих средах. Понимание различий между ними может не только помочь избежать нерациональных инвестиций или угроз безопасности, вызванных неправильным выбором, но также обеспечить более точное соответствие плана электроснабжения фактическим условиям эксплуатации проекта. Итак, каковы ключевые различия в технологии и применении между этими двумя типами трансформаторов? Как нам следует измерить их сильные и слабые стороны?
С точки зрения структурного проектирования,масляные трансформаторыполностью погрузите железный сердечник и обмотку в минеральное или синтетическое изоляционное масло, а трансформаторное масло одновременно выполняет двойную функцию электрической изоляции и теплопроводности. Внешняя оболочка представляет собой герметичный масляный бак, оснащенный такими принадлежностями, как масляные подушки, респираторы, газовые реле, клапаны сброса давления и т. д., образующие полную систему защиты и мониторинга масла. Трансформаторы сухого типа полностью отказываются от жидких сред, а их железные сердечники и обмотки отливаются в вакууме с эпоксидной смолой или покрываются пропитанной изоляционной краской, при этом для достижения изоляции и рассеивания тепла используются твердые изоляционные материалы и естественный воздух (или принудительное воздушное охлаждение). Эти два совершенно разных пути строительства определяют их дифференциацию в последующих показателях эффективности.
Трансформаторы сухого типа, естественно, обладают незаменимыми преимуществами с точки зрения безопасности и защиты окружающей среды. Благодаря отсутствию каких-либо легковоспламеняющихся жидкостей он полностью исключает риск утечки масла и распространения пожара и даже при длительной эксплуатации в густонаселенных офисных зданиях, больницах, торговых центрах или подземных распределительных помещениях не будет представлять угрозы для органов пожарной безопасности и экологической безопасности. В то же время трансформаторам сухого-типа не нужно уделять внимание таким проблемам, как ухудшение качества масла и проверка утечек, а их ежедневная нагрузка по техническому обслуживанию намного ниже, чем у масляных изделий. Они также не несут экологического бремени, связанного с переработкой отработанного масла. С другой стороны, масляные трансформаторы, несмотря на то, что современные технологии уплотнений снизили вероятность утечки масла до очень низкого уровня, в экстремальных условиях неисправности все же могут возникнуть утечка масла или даже возгорание. Поэтому их обычно необходимо устанавливать в отдельных нефтяных ямах или специальных фундаментах на открытом воздухе, соблюдая определенное противопожарное расстояние от зданий.
Однако с точки зрения эффективности рассеивания тепла и адаптируемости большой мощности масляные трансформаторы имеют очевидные преимущества. Теплопроводность трансформаторного масла значительно выше, чем у воздуха, что позволяет быстро отводить тепло, выделяемое железным сердечником и обмоткой, и отдавать его во внешнюю атмосферу через стенку масляного бака и радиатор. Эта функция позволяет масляным трансформаторам выдерживать более высокие плотности нагрузки, сохранять стабильную работу в условиях длительной-полной нагрузки или даже кратковременных-перегрузок, а мощность одного блока может легко достигать десятков тысяч или даже миллионов киловольт-ампер, охватывая весь диапазон уровней напряжения от распределительного до сверх{4}}высокого напряжения. Трансформаторы сухого типа ограничены теплоотводящей способностью воздуха и уровнем термостойкости твердых изоляционных материалов. Емкость одного блока обычно не превышает 25000 киловольт-ампер, а уровень напряжения обычно ограничивается ниже 3500 вольт. Хотя оснащение системой принудительного воздушного охлаждения может увеличить выходную мощность примерно на 50% за короткий период времени, контроль повышения температуры в условиях устойчивой высокой нагрузки остается основной проблемой при ее разработке.
Стоимость и экономия на протяжении всего жизненного цикла являются одинаково важными аспектами при выборе. При той же мощности и уровне энергоэффективности затраты на сырье и производство масляных трансформаторов ниже, чем у трансформаторов сухого-типа, обычно примерно на 20–30 % дешевле, особенно в моделях большой мощности, где эта разница в цене более значительна. Но если в оценку включен сценарий использования, ситуация может измениться: для установки внутри помещений, если выбраны масляные трансформаторы, часто необходимо строить дополнительные независимые трансформаторные помещения или масляные ямы, а также необходимо сконфигурировать средства пожаротушения и аварийные масляные резервуары. Эти инвестиции в гражданское строительство и вспомогательные инвестиции могут легко компенсировать ценовое преимущество самого оборудования; Трансформаторы сухого типа можно устанавливать непосредственно в распределительных помещениях низкого-напряжения или в промежуточных слоях оборудования без необходимости принятия специальных мер противопожарной изоляции, что делает общие инвестиции в проект более экономичными. Кроме того, с точки зрения эксплуатации и технического обслуживания трансформаторы сухого-типа практически не требуют технического обслуживания, в то время как масляные трансформаторы требуют регулярного тестирования проб масла, пополнения или замены масла. На удаленных или необслуживаемых объектах нельзя игнорировать долгосрочные-затраты на рабочую силу и управление этой частью.
Оба типа трансформаторов постоянно оптимизируются с точки зрения энергоэффективности и потерь. Традиционно масляные трансформаторы позволяют достичь более низких уровней потерь на холостом ходу и потерь на нагрузке благодаря хорошему отводу тепла от масляной среды и использованию более оптимизированных конструкций сердечника и обмотки. В последние годы трансформаторы сухого-типа также добились значительного прогресса, особенно трансформаторы сухого-типа SCBH, в которых используются сердечники из аморфного сплава. Потери на холостом ходу могут быть уменьшены более чем на 60 % по сравнению с традиционными трансформаторами с кремниевым стальным маслом, а эффект-сбережения энергии очень значителен в сценариях, когда прерывистые или легкие нагрузки работают в течение длительного времени. Уровень потерь обычных трансформаторов с сухим литьем из эпоксидной смолы-также близок к уровню потерь в масляных изделиях того же класса, а стандарт энергоэффективности GB 20052 устанавливает в основном одинаковые предельные требования для обоих.
Именно многомерные различия, упомянутые выше, заставляют масляные трансформаторы и трансформаторы сухого-типа формировать четкие применимые сценарии для каждого из них. Масляные трансформаторы являются предпочтительным выбором для крупных силовых узлов и сценариев длительной-непрерывной работы на открытом воздухе, таких как подстанции электростанций, узлы линий электропередачи, распределительные помещения в промышленных парках, производственные линии с высоким-энергопотреблением, такие как сталелитейная металлургия, а также станции сбора подстанций для фотоэлектрических и ветряных электростанций. В таких ситуациях оборудование обычно размещается в отдельной зоне для оборудования с достаточным запасом по площади и пожаробезопасному расстоянию, но комплексные требования к мощности рассеивания тепла, стойкости к короткому-замыканию и общей стоимости срока службы чрезвычайно высоки. Преимущества масляных трансформаторов используются в полной мере. Трансформаторы сухого типа стали почти обязательной конфигурацией в густонаселенных или ограниченных по пространству местах, их типичные области применения включают высотные-офисные здания, пяти-отели, крупные торговые центры, больничные хирургические центры, терминалы аэропортов, станции метро и центры обработки данных. В этих случаях трансформаторы должны быть установлены непосредственно внутри здания, а правила пожарной безопасности зачастую прямо запрещают использование оборудования с масляной средой. В то же время оборудование должно работать с низким уровнем шума, не нуждаться в обслуживании и даже иметь возможность размещаться в узких пространствах, таких как электрические шахты или межпотолочные перекрытия. Трансформаторы сухого типа, несомненно, являются самым безопасным и осуществимым решением. Кроме того, трансформаторы сухого-типа все чаще используются во влажных, дождливых и пыльных средах, таких как подземные шахты, туннели и химические заводы, из-за их высокой устойчивости к влаге и пыли.
Когда клиенты вашей компании колеблются между масляными трансформаторами и трансформаторами сухого-типа, вы, как специалист по внешней торговле, можете помочь им начать с ряда ключевых вопросов, чтобы разобраться в своих потребностях: расположено ли оборудование электропитания в помещении или на открытом воздухе? Каковы конкретные требования к пожарной безопасности при приемке пожарной безопасности проектной территории? Характер нагрузки относится к длительной-непрерывной высокой нагрузке или она имеет значительную разницу между суточными пиками и понижениями? Превышает ли мощность и уровень напряжения, которые необходимо достичь одному устройству, допустимый диапазон сухих трансформаторов-типа? Является ли владелец проекта более чувствительным к первоначальным инвестициям в оборудование или более склонен снизить общую стоимость долгосрочного-гражданского строительства и эксплуатации? После получения четких ответов на каждый из этих вопросов выбор между масляными трансформаторами и трансформаторами сухого-типа часто становится естественным. - Сценарии инвестиций для наружного применения, высокой-мощности, низкой-затраты и длительной-эксплуатации и технического обслуживания, как правило, отдают предпочтение масляным трансформаторам; Для внутренних,-огнестойких, компактных, не требующих обслуживания и отвечающих требованиям безопасности сценариев следует в большей степени склоняться к решениям сухого-типа. Отношения между двумя типами устройств — это не просто вопрос превосходства или неполноценности, но, скорее, благодаря своим технологическим генам они разделяют обязанности и миссии в разных местах обширной сети энергосистемы.
