Principi de funcionament i estructura bàsica d'un transformador de tipus sec de 1500 kVA-

Per què s'utilitza un transformador de tipus sec-de 1500 kVA

Un transformador de tipus sec-de 1500 kVA subministra càrregues industrials i comercials mitjanes i grans, com ara línies de producció, centres de dades i edificis grans, des d'una font d'alimentació de mitjana-tensió. A diferència de les unitats plenes d'oli-, el disseny de tipus sec-no utilitza líquid combustible, de manera que es pot instal·lar a l'interior, a prop de la càrrega, sense contenció d'oli-incendi. En la construcció més habitual, els bobinatges estan fosos en resina epoxi, la qual cosa confereix a la unitat una gran resistència mecànica, una bona resistència ambiental i un manteniment molt baix. Aquestes propietats fan del transformador de tipus sec-l'opció estàndard per a la distribució interior on la seguretat i l'eficiència de l'espai són prioritats.

Principi de funcionament: inducció electromagnètica

El transformador funciona segons el principi d'inducció electromagnètica. El corrent altern al bobinatge primari crea un flux magnètic-variant en el temps al nucli d'acer laminat. Aquest flux enllaça el bobinatge secundari i hi indueix una tensió, de manera que la potència es transfereix del circuit primari al circuit secundari sense cap connexió elèctrica entre ells. La relació entre la tensió primària i la secundària ve determinada per la relació de voltes dels dos bobinatges. Com que el procés només funciona amb corrent altern, el transformador és un dispositiu de CA i no pot transformar CC.

En una unitat trifàsica, tres conjunts de bobinatges estan disposats en un nucli de tres-extremitats, amb els fluxos de fase desplaçats 120 graus. Aquesta disposició ofereix una potència trifàsica equilibrada-i és la configuració estàndard per a la distribució industrial. El grup de vectors Dyn11 és comú, amb el primari connectat delta-que conté corrents de tercers-harmònics i el secundari-connexat en estrella proporciona un neutre per a càrregues-monofàsiques.

Construcció del nucli

El nucli està construït a partir de laminats d'acer al silici orientat-gra laminat en fred-, apilats o enrotllats de manera que el flux segueixi la direcció del gra. Les laminacions són primes, normalment 0,23-0,35 mm per als graus de transformador, amb un recobriment aïllant entre les làmines per reduir les pèrdues-de corrents de Foucault. El nucli es subjecta sota pressió controlada per mantenir baix el soroll i evitar vibracions. La pèrdua del nucli (pèrdua sense càrrega) és present sempre que el transformador està energitzat, de manera que la qualitat del material del nucli afecta directament el cost de funcionament de la unitat.

Bobinatges de resina fundida-: estructura i aïllament

En un transformador de tipus-resina sec-fosa, els bobinatges primaris i secundaris s'encapsulen en resina epoxi sota fosa al buit. El procés de buit elimina l'aire i la humitat de l'enrotllament, de manera que la resina omple tots els buits i proporciona un sistema d'aïllament lliure de buits-con alta rigidesa dielèctrica. La resina curada confereix rigidesa mecànica a l'enrotllament, protegint-lo de les forces de curt-circuits i segella contra la humitat, la pols i els productes químics.

El sistema d'aïllament està classificat per a una classe tèrmica, normalment la classe F (155 graus) o la classe H (180 graus), que defineix la temperatura màxima-de punt calent que pot suportar contínuament el bobinat. S'aplica un límit-d'augment de temperatura, normalment de 100 K, perquè la temperatura-del punt calent es mantingui dins del límit de classe en servei normal. Els sensors de temperatura Pt100 incrustats als bobinats alimenten el sistema de protecció i monitorització, permetent la protecció contra sobrecàrregues i el manteniment predictiu.

Mètodes de refrigeració

Els transformadors de tipus sec-es refreden per aire. A l'estàndard es defineixen dos modes:

AN (aire natural): la calor s'elimina per convecció i radiació natural de l'aire. Aquest és el mode de refrigeració estàndard i és suficient per a una càrrega nominal contínua en una habitació ventilada.

AF (aire forçat): els ventiladors bufen aire sobre les superfícies de refrigeració, millorant la transferència de calor i permetent que la unitat ofereixi una sortida més alta, normalment un 20-40% més, per a condicions de càrrega màxima.

La ventilació de l'habitació s'ha de dimensionar per a la pèrdua total de calor del transformador, perquè l'aire calent recirculat augmenta la temperatura ambient i disminueix la capacitat de la unitat. Per a una unitat de classe de 1500 kVA, el flux d'aire de ventilació s'ha de calcular a partir de les pèrdues de càrrega total-i l'augment acceptable de la temperatura ambient.

Resum d'especificacions per a una unitat de classe de 1500 kVA

Una unitat de 1500 kVA es troba entre les mides estàndard de la sèrie SC(B)10 de 1250 kVA i 1600 kVA en el rang comú de 10 kV, i està dissenyada per ordenar al voltant dels objectius de tensió, impedància i pèrdua del projecte. Els punts d'especificació típics són:

Els valors de pèrdua, la impedància i el nivell de soroll es fixen per la classe de disseny i s'han de confirmar a partir de l'informe de prova de tipus-del disseny específic abans de fer la comanda, ja que una unitat de 1500 kVA no és una mida estàndard de catàleg-en totes les sèries.

Avantatges en instal·lacions reals

Sense oli, per tant, no hi ha risc de fuites, no hi ha mostres d'oli i no hi ha cap{0}}incendi; la unitat és ambientalment segura per a la instal·lació interior.

Manteniment baix: les tasques rutinàries es limiten a la inspecció visual, neteja i controls de connexió.

Alta resistència a curt-circuits gràcies als enrotllaments-encapsulats de resina rígida.

Baix soroll i vibració de la construcció encapsulada, que s'adapta als edificis amb zones ocupades properes.

Bona resistència a la humitat i la pols amb un tancament adequat, allargant la vida útil a les naus industrials.

Preguntes freqüents

Q1. Per què el bobinatge està encapsulat en resina epoxi?L'encapsulació epoxi fosa al buit-confereix al bobinatge un sistema d'aïllament-exempt de buits amb una alta rigidesa dielèctrica, rigidesa mecànica contra les forces de curt-circuit i protecció contra la humitat, la pols i els productes químics. És la característica que defineix el transformador tipus-resina sec-col·locada.

P2. Quina diferència hi ha entre la refrigeració AN i AF?AN es basa en la convecció i la radiació de l'aire natural i és el mode de refrigeració estàndard. AF afegeix ventiladors que bufen aire sobre les superfícies de refrigeració, augmentant la dissipació de calor i permetent una sortida més alta per a càrregues punta o temperatures ambientals elevades.

P3. Es pot instal·lar un transformador de tipus sec-a l'aire lliure?Una unitat estàndard IP20 és per a ús interior. La instal·lació a l'exterior requereix una carcassa resistent a la intempèrie IP23 o superior o una carcassa protectora, perquè els bobinatges no estan segellats contra la pluja. La majoria de les unitats-de resina colada estan especificades per al servei interior.

P4. Com es compara un transformador-de tipus sec amb una unitat-omple d'oli de la mateixa capacitat?La unitat de tipus sec-costa més per a la mateixa classificació, però elimina el risc d'incendi, la contenció d'oli i el manteniment del petroli, i es pot instal·lar a prop de la càrrega a l'interior. Les unitats-omples d'oli segueixen sent atractives per a aplicacions exteriors, d'alta-capacitat i de baix-primer-cost.

P5. Quina protecció necessita un transformador de tipus sec-de 1500 kVA?La protecció típica inclou la monitorització de la temperatura del bobinat Pt100 amb etapes d'alarma i de disparament, protecció contra sobreintensitat a ambdós costats i un tancament adequat amb enclavaments. Els paràmetres de protecció s'han de coordinar amb la impedància del transformador i l'aparell de distribució aigües avall.

P6. Com es controla l'augment de temperatura del bobinatge?El disseny estableix la mida del conductor, la pèrdua del nucli i la superfície de refrigeració de manera que la temperatura del-punt calent es mantingui dins del límit de la classe d'aïllament a la càrrega nominal. En servei, es controlen els sensors Pt100 integrats i el perfil de càrrega, i el refredament AF s'activa quan la temperatura del bobinat s'acosta al nivell d'alarma.