Маслонаполненные распределительные трансформаторы: потери в сердечнике, охлаждение и руководство по выбору

Маслонаполненный распределительный трансформатор мощностью 630 кВА с обычным сердечником из кремниевой стали может ежегодно потреблять около 7000 кВтч потерь на холостом ходу, просто оставаясь под напряжением. Если переключить сердечник на аморфный сплав, эта цифра упадет до 3000 кВтч — разрыв, который команды по закупкам умножают на каждый эксплуатируемый ими фидер. Вот почему покупатели коммунальных и промышленных предприятий теперь судят маслонаполненные распределительные трансформаторы путем оценки потерь, класса охлаждения и материала сердечника, прежде чем сравнивать закупочные цены.

Что такое масляный распределительный трансформатор

Маслонаполненный распределительный трансформатор представляет собой герметичный стальной резервуар, содержащий трехфазный магнитный сердечник и обмотки, погруженные в изолирующее масло, которое изолирует части, находящиеся под напряжением, и отводит тепло к стенкам резервуара.

Устройство преобразует среднее напряжение, обычно 6 кВ, 10 кВ, 15 кВ, 20 кВ или 35 кВ, до уровня 400/230 В, используемого коммерческими, сельскохозяйственными и промышленными нагрузками. По мере нагрева обмоток масло поднимается вверх, отдает тепло через ребра радиатора на стенке бака и снова опускается непрерывным контуром. Эта конфигурация ОНАН без вентиляторов и насосов является самым тихим и надежным доступным режимом охлаждения.

• Магнитный сердечник и обмотки высокого/низкого напряжения из меди или алюминия.
• Бак, ребра радиатора и расширительный бачок для расширения масла.
• Реле Бухгольца для обнаружения газа в установках расширительного типа
• Устройство сброса давления и индикатор температуры масла

Потери маслонаполненного распределительного трансформатора: материал сердечника решает счет

Основной материал является крупнейшим источником долгосрочных эксплуатационных расходов для маслонаполненные распределительные трансформаторы , поскольку потери на холостом ходу происходят круглосуточно, когда устройство находится под напряжением, даже при нулевой нагрузке.

Потери на холостом ходу, или потери в железе, происходят из-за гистерезиса и вихревых токов в сердечнике. Потери нагрузки, или потери в меди, появляются в обмотках и растут пропорционально квадрату тока. При мощности ниже 2000 кВА две основные технологии, которые имеют значение, — это кремниевая сталь с ориентированной зеренной структурой и аморфный металлический сплав. Аморфные сердечники резко сокращают потери на гистерезис, но сплав насыщается при более низкой плотности потока, поэтому сердечник больше, а первоначальная стоимость выше. В сфере распределительных услуг экономия на эксплуатационных расходах обычно окупает разницу в ценах в течение 3–6 лет.

Jiangsu Hengyuan Transformer Co., Ltd. строит распределительные сети 6–35 кВ с использованием обеих основных технологий. Версия с сердечником из аморфного сплава является предпочтительным выбором, когда клиент капитализирует убытки в течение всего срока службы, поскольку экономия на потерях окупает премию за сердечник в течение нескольких лет.

Масляный трансформатор с сердечником из аморфного сплава В этом трансформаторе используется сердечник из аморфного сплава, обеспечивающий сверхнизкие потери, снижение энергопотребления и выбросов, а также высокую надежность и низкий уровень шума для распределительных сетей. Посмотреть продукт →

Классы охлаждения: ONAN, ОНАФ, ONWF и ограничения реального режима работы.

Класс охлаждения, указанный на паспортной табличке, определяет, какую постоянную нагрузку может выдерживать трансформатор и изменяется ли этот номинал при включении вентиляторов или насосов.

Стандарт IEC 60076 устанавливает стандартные пределы повышения температуры на уровне 60 К для верхнего масла и 78 К для горячей точки обмотки в масляных агрегатах. Поэтому агрегат, рассчитанный на температуру окружающей среды 40°C, при непрерывной эксплуатации должен поддерживать температуру верхнего масла ниже 100°C. Конструкции с герметичным баком удаляют расширитель и защищают масло от внешнего воздуха, в то время как в устройствах с расширительным баком добавляется сапун с осушителем из силикагеля.

Контрольный список технических характеристик распределительного трансформатора для проектов подстанций

В полной спецификации указаны электрические параметры, класс потерь, охлаждение, изолирующая жидкость, аксессуары и процедура заводских испытаний перед выдачей заказа на поставку.

• Первичное напряжение, векторная группа и диапазон ответвлений. Dyn11 является доминирующей векторной группой для вторичных распределительных сетей 400/230 В.
• Импеданс по напряжению и устойчивость к короткому замыканию – обычно в этом классе 4%; подтвердите максимальный ток сквозного повреждения, который устройство должно выдержать.
• Цены оценки потерь – укажите капитализированную цену за ватт потерь при холостом ходе и при нагрузке; этот единственный вход определяет материал сердечника и размер проводника.
• Класс охлаждения и расчетная температура окружающей среды — в качестве расчетной тепловой точки используйте самую высокую измеренную температуру на объекте, а не среднегодовую температуру.
• Изоляционная жидкость – минеральное масло для стандартных объектов; натуральный сложный эфир, когда решение зависит от пожаробезопасности или биоразлагаемости.
• Аксессуары — реле Бухгольца, индикатор температуры масла, устройство сброса давления, сливные и пробоотборные клапаны, а также индикатор положения переключателя ответвлений.
• Стандарт соответствия — серия IEC 60076, а также требования оператора сети к заземлению и регулярным испытаниям.

Для недорогих дополнительных блоков внутри существующих сетей версия с сердечником из кремниевой стали остается стандартным выбором и упрощает запасные части и обслуживание в смешанном парке.

Масляный трансформатор с ленточным сердечником из кремниевой стали Полностью герметичный трансформатор с низкими потерями и охлаждением из гофрированных пластин, обеспечивающий минимальное обслуживание и компактную площадь для экономичного распределения в существующих сетях. Посмотреть продукт →

Для проектных площадок, которым необходима поставка трансформатора вместе с коммутацией среднего напряжения и распределением низкого напряжения, сборная компактная подстанция включает в себя главный кольцевой блок, трансформатор и панель низкого напряжения в одном корпусе.

Компактная подстанция с трансформатором и распределительным устройством Объединяет кольцевой главный блок, трансформатор и низковольтную панель в одном корпусе, уменьшая занимаемую площадь и время установки, обеспечивая при этом надежное распределение электроэнергии с низкими потерями на проектных площадках. Посмотреть продукт →

Техническое обслуживание, обеспечивающее надежность маслонаполненного распределительного трансформатора

Качество масла, а не возраст обмотки, определяет, прослужит ли масляный распределительный трансформатор 30 лет или выйдет из строя через десять лет.

1. Ежегодный анализ растворенных газов (DGA) — одна проба масла выявляет тепловые и электрические неисправности за несколько месяцев до того, как они станут причиной отказа.
2. Ежеквартальные визуальные проверки: уровень масла, реле Бухгольца, цвет влагопоглотителя и наличие утечек на радиаторах или швах бака.
3. Обслуживание сапуна – замените или регенерируйте влагопоглотитель до того, как влага попадет в основной резервуар; влага старит бумажную изоляцию быстрее, чем температура.
4. Предсезонное испытание вентилятора и защиты: проверьте термостаты, вентиляторы принудительной вентиляции и устройство сброса давления перед пиковой летней нагрузкой.
5. Проверка переключателя ответвлений при отключении питания — измеряйте сопротивление обмотки на каждом ответвлении и проверяйте износ контактов, обычно каждые 3–5 лет.

Соединения фурана и содержание влаги в масле указывают на состояние бумажной изоляции, которая является основным компонентом износа масляного трансформатора. Ежегодное изменение этих значений дает данные, необходимые для обоснования решений о восстановлении или замене.

Часто задаваемые вопросы о маслонаполненных распределительных трансформаторах

В чем разница между масляным распределительным трансформатором и трансформатором сухого типа?

В маслонаполненном агрегате масло используется как для охлаждения, так и для изоляции, что обеспечивает более высокий запас по перегрузке и более низкий уровень шума при том же номинале. В агрегатах сухого типа используется воздух или литая смола, что исключает проблемы локализации пожара и масла, что делает его предпочтительным вариантом для установки внутри помещений со строгими нормами пожарной безопасности.

Как долго может работать маслонаполненный распределительный трансформатор?

При регулярном техническом обслуживании, включая ежегодное DGA, контроль влажности и обслуживание вентиляции, распределительный трансформатор обычно остается в эксплуатации в течение 30 лет. Бумажная изоляция является компонентом старения; поддержание низкого содержания влаги — единственный наиболее эффективный способ продлить срок службы.

Можно ли установить масляный распределительный трансформатор в помещении?

Да, если в помещении предусмотрены маслозащита, противопожарная защита и вентиляция. Во многих проектах внутри помещений вместо минерального масла выбирают натуральную эфирную жидкость, поскольку эфир повышает температуру вспышки выше 300 C и безвредно разлагается в окружающей среде.

Какое масло следует использовать в распределительном трансформаторе: минеральное или сложноэфирное?

Минеральное масло используется по умолчанию для основных проектов из-за его стоимости, поставок и сложившейся практики технического обслуживания. Натуральный эфир выбирают там, где преобладают отчеты о пожароопасности, защите окружающей среды или устойчивом развитии. Обе жидкости работают в одной и той же конструкции бака с небольшими изменениями зазоров и прокладок.

Прежде чем запросить ценовое предложение, заполните одностраничный лист оценки потерь: цену за ватт потерь при холостом ходе и при нагрузке, максимальную температуру окружающей среды на объекте, профиль нагрузки и ожидаемый срок службы. Производитель, который переводит эти цифры в спецификацию, понимает экономику распределительной сети.