Wat is het verschil tussen droge transformatoren en in olie ondergedompelde transformatoren? Hoe te kiezen?

Transformatoren zijn veel voorkomende en kritische apparatuur in energiesystemen en worden gebruikt om de omvang van wisselspanning voor de transmissie en distributie van elektrische energie bij krachtoverbrenging, distributie en andere toepassingen te veranderen. Droge transformatoren en in olie ondergedompelde transformatoren zijn twee veel voorkomende typen, die aanzienlijke verschillen vertonen in isolatiemedia, methoden voor warmteafvoer en aanpassingsvermogen aan de omgeving. Dit artikel onderzoekt het onderscheid tussen droge en olie-ondergedompelde transformatoren en geeft aanbevelingen voor het selecteren van het juiste transformatortype.

Het belangrijkste verschil tussen in olie ondergedompelde en droge transformatoren ligt in de aan- of afwezigheid van ‘olie’. Omdat olie een vloeibare vloeistof is, zijn in olie ondergedompelde transformatoren noodzakelijkerwijs voorzien van een behuizing. In deze behuizing bevindt zich transformatorolie, die de transformatorwikkelingen onderdompelt, waardoor ze van buitenaf onzichtbaar worden. Droge transformatoren, zonder olie, hebben geen behuizing nodig, waardoor direct zicht op de transformatorwikkelingen mogelijk is. Een ander kenmerk is het oliereservoir van in olie ondergedompelde transformatoren, waarin transformatorolie wordt opgeslagen. Nieuwere in olie ondergedompelde transformatoren bevatten mogelijk echter geen oliereservoir.

Beide zijn vermogenstransformatoren, met een ijzeren kern voor het magnetische circuit en wikkelingen voor het elektrische circuit. Het belangrijkste onderscheid ligt in het ontwerp van het “olie-ondergedompelde” versus het “droge” type. Concreet verschillen hun koelmedia: de eerste gebruikt transformatorolie (of andere oliën zoals β-olie) voor zowel koeling als isolatie, terwijl de laatste lucht of gassen zoals SF6 als koelmedium gebruikt. In olie ondergedompelde transformatoren dompelen het kern-en-wikkelsamenstel onder in een olietank gevuld met transformatorolie. Droge transformatoren kapselen de kern en wikkelingen doorgaans in met epoxyhars; Een meer algemeen gebruikt niet-ingekapseld type maakt nu gebruik van speciaal isolatiepapier geïmpregneerd met speciale vernis om het binnendringen van vocht in de wikkelingen of kern te voorkomen.

In olie ondergedompelde transformatoren zijn voorzien van externe radiatoren die zijn ontworpen om de warmteafvoer te vergemakkelijken, met name de circulatie van interne isolerende olie, die functioneren als koellichamen. Droge transformatoren missen dergelijke radiatoren en vertrouwen in plaats daarvan op ventilatoren onder de transformatorspoelen voor koeling.

In olie ondergedompelde transformatoren worden vanwege brandveiligheidseisen doorgaans geïnstalleerd in speciale transformatorruimten of buitenshuis. Droge transformatoren worden echter altijd binnenshuis geïnstalleerd, meestal in distributieruimtes.

In termen van productievolume en gebruik bereiken droge transformatoren momenteel slechts een spanning van 35 kV en hebben ze een relatief kleinere capaciteit vergeleken met in olie ondergedompelde typen, doorgaans tot ongeveer 2500 kVA. Bovendien is het fabricageproces voor droge transformatoren complexer dan dat voor in olie ondergedompelde transformatoren met dezelfde spanning en capaciteit, wat resulteert in hogere kosten. Daarom blijven met olie gevulde transformatoren vaker voorkomen in de huidige toepassingen. Droge transformatoren worden echter vaak gebruikt op veelgevraagde stroomvoorzienings- en distributielocaties binnenshuis, zoals hotels, kantoorgebouwen en hoogbouw, vanwege hun milieuvoordelen, vlamvertragende eigenschappen en slagvastheid.

Het is duidelijk dat zowel droge als met olie gevulde transformatoren duidelijke voor- en nadelen hebben. Met olie gevulde transformatoren bieden lagere kosten en eenvoudiger onderhoud, maar zijn brandbaar en explosief. Droge transformatoren, met hun uitstekende brandweerstand, kunnen op laadcentra worden geïnstalleerd om spanningsverlies en energieverlies te minimaliseren. Ze zijn echter duurder, omvangrijker, minder bestand tegen vocht en stof en produceren een hoger geluidsniveau.

Laten we vervolgens de bovengenoemde verschillen samenvatten in de volgende zeven punten:

1. Uiterlijk

Verschillende inkapselingsvormen: Droge transformatoren leggen de kern en wikkelingen bloot, terwijl in olie ondergedompelde transformatoren alleen de buitenbehuizing zichtbaar zijn.

2. Leadconfiguratie

Droge transformatoren maken voornamelijk gebruik van siliconenrubber bussen, terwijl in olie ondergedompelde transformatoren meestal porseleinen bussen gebruiken;

3. Capaciteit en spanning

Droge transformatoren zijn over het algemeen geschikt voor distributietoepassingen, doorgaans met capaciteiten van minder dan 2000 kVA en spanningen van of onder 10 kV, hoewel sommige spanningsniveaus van 35 kV kunnen bereiken. In olie ondergedompelde transformatoren kunnen echter elke vereiste capaciteit bereiken en alle spanningsniveaus dekken; De momenteel in aanbouw zijnde 1000 kV-transmissielijnen met ultrahoge spanning in China maken uitsluitend gebruik van in olie ondergedompelde transformatoren.

4. Verschillen in isolatie en warmteafvoer

Droge transformatoren maken doorgaans gebruik van harsisolatie en vertrouwen op natuurlijke luchtkoeling, waarbij grotere capaciteiten worden aangevuld door geforceerde luchtkoeling. In olie ondergedompelde transformatoren gebruiken echter isolatieolie voor elektrische isolatie. De door de wikkelingen gegenereerde warmte wordt via circulerende isolatieolie in de transformator naar de radiatorvinnen overgebracht voor dissipatie.

5. Applicatieomgevingen

Droge transformatoren worden voornamelijk gebruikt op locaties waar “brand- en explosiebestendigheid” vereist is, waardoor ze geschikt zijn voor grootschalige gebouwen en hoogbouw. In olie ondergedompelde transformatoren kunnen echter bij een storing oliespatten of lekkage ervaren, wat mogelijk brand kan veroorzaken. Daarom worden ze voornamelijk buitenshuis ingezet, waar locaties zijn uitgerust met uitgegraven ‘ongelukolieputten’.

6. Verschillende draagvermogens

Droge transformatoren zouden over het algemeen op nominaal vermogen moeten werken, terwijl in olie ondergedompelde transformatoren een superieur overbelastingsvermogen vertonen.

7. Gevarieerde kostenstructuren

Voor transformatoren met een gelijkwaardige capaciteit vragen droge eenheden aanzienlijk hogere aanschafprijzen dan in olie ondergedompelde tegenhangers.

Hoe te kiezen

1. Veiligheidsoverwegingen: Als een hogere veiligheid en brandwerendheid vereist zijn, kies dan voor droge transformatoren, aangezien deze geen ontvlambare isolatieolie bevatten.

2. Stroomvereisten: Voor transformatoren met hoog vermogen zijn in olie ondergedompelde transformatoren doorgaans geschikter vanwege hun superieure warmteafvoervermogen.

3. Omgevingsbeperkingen: houd rekening met de kenmerken van de werkomgeving van de transformator en selecteer het juiste transformatortype voor die instelling.

4. Onderhoudskosten: Met olie gevulde transformatoren vereisen over het algemeen periodieke inspecties en onderhoud van de kwaliteit van de isolerende olie, terwijl droge transformatoren relatief lagere onderhoudskosten hebben.

Droge en met olie gevulde transformatoren vertonen duidelijke verschillen in isolatiemedia, warmtedissipatiemethoden en aanpassingsvermogen aan de omgeving. Het selecteren van het juiste transformatortype hangt af van specifieke toepassingsvereisten en omgevingsomstandigheden. Bij het formuleren van strategieën voor de selectie van transformatoren moeten factoren als veiligheid, stroomvereisten, omgevingsbeperkingen en onderhoudskosten uitgebreid in overweging worden genomen. Voor kritieke faciliteiten en locaties met hoge veiligheidseisen, zoals ziekenhuizen en scholen, wordt doorgaans de voorkeur gegeven aan droge transformatoren om de veiligheid te maximaliseren. Omgekeerd zijn in olie ondergedompelde transformatoren in grote industriële complexen en energiesystemen die transformatoren met een hoog vermogen vereisen, vaak geschikter vanwege hun superieure warmteafvoervermogen en hun vermogen om zware omgevingsomstandigheden te weerstaan.