Сухой или маслонаполненный? Выбор распределительного трансформатора
выбор сухого трансформатора: Сухой трансформатор с литой изоляцией устанавливается внутри здания без дополнительных противопожарных мер и прост в обслуживании; герметичный маслонаполненный той же мощности обычно даёт меньшие потери и лучше переносит перегрузку, но требует противопожарного помещения и маслосборного приямка.
Содержание
Звеном, связывающим распределительное устройство среднего напряжения и щит низкого напряжения, является распределительный трансформатор, и его выбор не заканчивается значением в кВА. При равной мощности предпочтение одной из технологий напрямую влияет на пожарный сценарий здания, годовую стоимость потерь, гармоническую нагрузку и организацию обслуживания. Статья сравнивает сухие и маслонаполненные трансформаторы вместе с последствиями для ячеек и щитов.
Принципиальная разница между двумя технологиями
В сухом трансформаторе обмотки заключены в литую эпоксидную изоляцию либо намотаны с применением систем, пропитанных под вакуумом, а охлаждение выполняется естественным или принудительным воздухом. В маслонаполненном обмотки работают в минеральном масле или эфирной жидкости, а герметичный бак компенсирует расширение гофрированными стенками. Смена изоляционной среды одновременно меняет поведение при частичных разрядах, тепловую постоянную времени и характер последствий повреждения.
Пожарная безопасность и установка внутри здания
Сухие трансформаторы классифицируют по МЭК 60076-11 классами F по поведению при пожаре, E по среде и C по климату; класс F1 означает самозатухание и малое выделение дыма после удаления источника пламени. Поэтому их выбирают там, где трансформатор должен стоять рядом с нагрузкой: подземные парковки, больницы, центры обработки данных. Для маслонаполненного при внутренней установке в проект добавляют огнестойкое помещение, маслосборный приямок и при необходимости систему пожаротушения; аппараты на эфирных жидкостях с высокой температурой воспламенения, отнесённые к классам K, смягчают эти требования.
Потери, КПД и профиль нагрузки
Стоимость трансформатора оценивают не ценой закупки, а потерями холостого хода и нагрузочными потерями за весь срок службы. Потери холостого хода оплачиваются круглосуточно, поэтому на объекте, постоянно находящемся под напряжением при малой загрузке, выигрывают аморфные магнитопроводы и модели с низким P0. Нагрузочные потери растут с квадратом тока, и на производствах с высоким коэффициентом спроса решающим становится значение Pk. Второй этап европейских требований экодизайна повысил минимальные уровни КПД, и выбор ведут по этой таблице.
Охлаждение, перегрузочная способность и гармоники
| Критерий | Сухой (литая изоляция) | Маслонаполненный (герметичный) |
|---|---|---|
| Типовой диапазон мощности | 100 – 3150 кВА | 50 – 2500 кВА |
| Поведение при пожаре | Класс F1, самозатухание | Риск горения масла, доп. меры |
| Установка внутри здания | Непосредственно рядом с нагрузкой | Требуются помещение и приямок |
| Перегрузочная способность | Ограниченный рост при вентиляции | Большая тепловая постоянная, гибко |
| Обслуживание | Удаление пыли и измерение частичных разрядов | Анализ масла и контроль герметичности |
Благодаря большой тепловой постоянной времени маслонаполненный трансформатор легче переносит кратковременные перегрузки; у сухого принудительная вентиляция обычно повышает номинальную мощность примерно на сорок процентов. На объектах, где преобладают преобразователи частоты, ИБП и драйверы светодиодов, гармоники тока создают дополнительные потери, и трансформатор пересчитывают по коэффициенту k. Таблица ниже сопоставляет обе технологии по критериям выбора.
Компоновка подстанции, ячейки и присоединение щита
Со стороны среднего напряжения трансформатор питается ячейкой с выключателем нагрузки и предохранителями или ячейкой с вакуумным выключателем, а со стороны низкого напряжения присоединяется шинами или кабелями к вводному выключателю главного распределительного щита. При компоновке совместно решают сечения вентиляции, расстояния для обслуживания, датчики контроля температуры и трассы сигналов защиты. Поскольку расчёт короткого замыкания опирается на номинальную мощность и напряжение короткого замыкания, стойкость щита проверяют по этим величинам.
Главное: выбор сухого трансформатора
- Решение по компоновке — При установке внутри здания рядом с нагрузкой предпочтителен сухой класса F1.
- Стоимость потерь — При постоянной малой загрузке решает P0, при высоком коэффициенте спроса — Pk.
- Гармоническая нагрузка — На объектах с приводами и ИБП мощность пересчитывают по коэффициенту k.
- Совместимость со щитом — Напряжение КЗ и мощность сверяют со стойкостью щита низкого напряжения.
- Источник стандарта — каталог публикаций IEC: iec.ch.
Частые вопросы
Всегда ли сухой трансформатор безопаснее?
По пожарной нагрузке сухой аппарат класса F1 даёт явное преимущество внутри здания. Но в пыльной среде или при конденсации загрязнение поверхностей может вызвать частичные разряды, поэтому класс среды и степень защиты также входят в выбор.
По какой нагрузке выбирать мощность трансформатора?
К расчётной потребляемой мощности добавляют запас на рост и влияние гармоник. Поддержание длительной загрузки в диапазоне примерно от шестидесяти до восьмидесяти процентов номинала уравновешивает стоимость потерь и резерв перегрузки.
Считается ли трансформатор на эфирной жидкости маслонаполненным?
Технически это трансформатор с жидкой изоляцией, однако температура воспламенения природных и синтетических эфиров значительно выше, чем у минерального масла. Отнесённые к классам K, такие аппараты требуют меньше противопожарных мер внутри здания.
Похожие статьи
- Что такое распределительное устройство среднего напряжения (СН)? Ячейки metal-clad и модульные ячейки кольцевой сети (RMU).
- Расчёт нагрузки и номинальный ток щита: коэффициенты спроса и разновременности
- Гармоники и качество электроэнергии: фильтрация гармоник в распределительных щитах
- Комплектная трансформаторная подстанция в бетонной оболочке: МЭК 62271-202
- Все технические статьи
Уточним вместе технологию, мощность и класс потерь трансформатора по вашему профилю нагрузки и пожарному сценарию здания; Devpan проектирует ячейки и щиты подстанции от начала до конца. Связанное решение Devpan: ячейки среднего напряжения.
