Transformatoren unter Last erzeugen Wärme aufgrund von Wicklungs- (Kupfer-) und Kernverlusten, die während des Betriebs auftreten. Es gibt einen „akzeptablen“ Temperaturanstieg für Transformatoren, die in Leistungsanwendungen verwendet werden, und dies kann sogar ihre Größe einschränken. Dieser akzeptable Temperaturanstieg steht in direktem Zusammenhang mit den Beschränkungen der Transformatormaterialien; Sicherheitsbestimmungen; oder Komponententeile in unmittelbarer Nähe, die Hochtemperatur-Zuverlässigkeitsprobleme haben können.
Hohe Temperaturen können die Wicklungsisolation beschädigen; die durch Kern- und Wicklungsverluste entstehende Wärme muss also hausentrümpelungen abgeführt werden. Diese Ableitung kann durch eine Kombination aus Strahlung und Konvektion von den exponierten Oberflächen des Transformators erreicht werden. Trockenleistungstransformatoren bis zu mehreren hundert kVA können in der Regel durch Konvektion oder sogar durch Lüfter gekühlt werden. Leistungstransformatoren können auch in Kühlflüssigkeiten eingetaucht werden – die von Mineralölen bis hin zu Ölen auf Silikonbasis oder Pflanzenölen auf Esterbasis reichen können.
Transformatoren werden daher nach Art der Kühlung in „trocken“ und „flüssigkeitsgefüllt“ eingeteilt.
Flüssigkeitsgefüllte Transformatoren
* Ölgefüllte Transformatoren
Ölgefüllte Transformatoren verwenden in ihren Isolationssystemen hauptsächlich Mineralöl und Zellulosepapier (Kraft oder Aramid). Diese bewährte Kombination weist hervorragende thermische und dielektrische Eigenschaften bei relativ geringen Kosten auf. entrümpelung preise Diese Einheiten sind so beliebt und effektiv, dass alle anderen Transformatorkonstruktionen an ihnen gemessen werden. Sie sind in Bezug auf die Anschaffungskosten unter allen verfügbaren Optionen immer noch konkurrenzlos. Die inhärente Schwäche eines mit Mineralöl gefüllten Transformators ist natürlich die Entflammbarkeit; Aus diesem Grund sind ölgefüllte Transformatoren normalerweise auf Außeninstallationen oder Inneninstallationen mit aufwändigen Brandschutzmaßnahmen beschränkt.
Typische Anwendungen:
Ölgefüllte Transformatoren finden dank ihrer geringeren Anschaffungskosten Anwendung in buchstäblich jeder Art von Energieverteilung. In letzter wohnung entrümpeln Zeit das Bewusstsein für die mit Mineralöl-Füllung verbundenen Brandrisiken d Transformers hat eine Bewegung hin zu sichereren Alternativen geschaffen, die nicht brennbare, biologisch abbaubare Flüssigkeiten oder sogar Trockentransformatoren verwenden.
* Nicht brennbare, mit Flüssigkeit gefüllte Transformatoren
Polychlorierte Biphenyle (PCBs) wurden bereits in den 1930er Jahren in großen Mengen hergestellt, als Reaktion auf den Bedarf der Elektroindustrie an einem weniger brennbaren Ersatz für Mineralöl als Kühl-/Isolierflüssigkeit für Transformatoren. Mehrere Industrieunfälle brachten jedoch die Toxizität von PCB in den Vordergrund. Als bestätigte organische Schadstoffe wurden PCB Ende der 1970er Jahre verboten. Seitdem ist eine Reihe von Alternativen aufgetaucht - die wichtigsten sind Silikon, Perchlorethylen, Hochtemperatur-Kohlenwasserstoffe und Mischungen von Öl mit Perchlorethylen. wohnungsauflösung kosten Die erste Flüssigkeit auf Kohlenwasserstoffbasis mit hohem Molekulargewicht (HMWH) wurde 1975 eingeführt. Diese Flüssigkeiten besitzen ähnliche dielektrische Eigenschaften wie Mineralöl, bieten bemerkenswerte Grade an Feuerbeständigkeit und haben keine unerwünschten Auswirkungen auf die Umwelt.
Typische Anwendungen:
Mit nicht brennbarer Flüssigkeit gefüllte Transformatoren können im Innen- und Außenbereich, in der Nähe von Gebäuden, Gehwegen und Dächern installiert werden. Normalerweise ist keine zusätzliche Infrastruktur erforderlich, um Probleme wie den Brandschutz zu lösen.
* Mit biologisch abbaubaren Flüssigkeiten gefüllte Transformatoren
Tierische Fette und Pflanzenöle bieten Ersatzstoffe, die deutlich weniger umweltschädlich sind als Erdöle. Pflanzenöle wurden jedoch lange Zeit nicht in Transformatoren verwendet; Eine Flüssigkeit, die in der Transformatorumgebung stabil und in den erforderlichen Mengen verfügbar war, war einfach nicht verfügbar.
Transformatorhersteller haben seitdem an Transformatordesigns gearbeitet, die dielektrische Flüssigkeiten auf Pflanzenölbasis verwenden. Diese Transformatoren sind in Größe und elektrischer Leistung mit herkömmlichen flüssigkeitsgefüllten Einheiten vergleichbar und mit den oben genannten weniger brennbaren dielektrischen Flüssigkeiten gefüllt. haushaltsauflösung kosten Die unmittelbaren Vorteile biologisch abbaubarer Flüssigkeiten liegen auf der Hand: höhere Feuer- und Flammpunkte, wodurch Bedenken hinsichtlich der Entflammbarkeit verringert werden. Der andere und vielleicht langfristigere Vorteil ist die biologische Abbaubarkeit der Flüssigkeit: Sie hat eine hohe Umweltverträglichkeit gezeigt (über 95 % in weniger als einem Monat) – und sie hat den Vorteil, aus einer giftfreien Ressource zu stammen.
Typische Anwendungen:
Mit biologisch abbaubaren Flüssigkeiten gefüllte Transformatoren finden Anwendung in Windturbinen und anderen Innen- und Außenbereichen mit erhöhter Umwelt- und Sicherheitssensibilität.
Trockentransformatoren
* Vakuumdruckimprägnierte (VPI) Herkömmliche Trockentypen
Die Trockentransformatorkonstruktion verwendet eine Hochtemperaturisolierung, die die Nennwerte von Zellulose oder Flüssigkeiten der Klassen „O“ und „K“ übertrifft. Moderne herkömmliche Trockentransformatoren verfügen über Isolationssysteme aus sorgfältig aufeinander abgestimmten Hochtemperaturmaterialien (220 °C), die mit einem hochtemperaturfesten, feuchtigkeitsbeständigen Polyester-Dichtmittel beschichtet sind. Bei hochwertigeren Premium-Einheiten wird das Polyester-Dichtmittel normalerweise mit einem Vakuum-Druck-Imprägnierverfahren (VPI) aufgetragen. Auf diese Weise gebaute Einheiten haben eine hohe Beständigkeit gegen die meisten chemischen Verunreinigungen gezeigt. haus entrümpeln Trockentransformatoren haben im Allgemeinen eine Nennleistung von bis zu 30 MVA; Die Leistung unter Überlast ist nachweislich begrenzt, aber das Hinzufügen von Kühlgebläsen kann normalerweise dazu beitragen, dies zu erhöhen.
Typische Anwendungen:
Trockentransformatoren werden seit Jahrzehnten erfolgreich in verschiedenen kommerziellen und industriellen Umgebungen eingesetzt; bei Leistungen über 15 kVA. Bei entsprechender Auslegung und Installation können VPI-Einheiten sogar eine äußerst wirtschaftliche Wahl in der Mittelspannungsverteilung (15 kVA, 10 MVA-Nennwerte) sein, sogar unter Einbeziehung der Installationskosten. Aufgrund des reduzierten Brandrisikos wurden diese Transformatoren erfolgreich in speziellen Anwendungen eingesetzt, in denen sich die Öffentlichkeit in unmittelbarer Nähe befindet, wie z. B. unterirdische Tunnel, Wohnungen, Bohrinseln und mehr.
* Gasgefüllte Trockentypen
Gasgefüllte Trockentransformatoren sind für Anwendungen konzipiert, bei denen eine geringe Entflammbarkeit ein entscheidender Faktor ist. N2-, C2F6- und SF6-Gase werden in diesen Konstruktionen verwendet und stellen ein dielektrisches Medium bereit, das sich außerhalb der Wicklungen befindet. Abgesehen davon, dass sie das dielektrische Medium sind, fungieren diese Gase auch als thermisches Medium, um Wärme von den Wicklungen auf die Tankwände zu übertragen. Gasgefüllte Transformatoren sind eine Alternative zur Trockenbauweise mit geringeren Brand- und Kontaminationsrisiken.
Typische Anwendungen:
Gasmedien haben etwas begrenzte thermische Fähigkeiten; und gasgefüllte Trockentransformatoren überschreiten normalerweise 3750 kVA (C2F6) oder sogar 2000 kVA (N2) nicht. Ihr Design macht sie auch erheblich größer als ölgefüllte Einheiten - irgendwo zwischen 20 % und 30 % größer. Richtig ausgelegte und installierte gasgefüllte Transformatoren können in jeder Umgebung betrieben werden und bleiben wirklich nicht brennbar. Sie werden üblicherweise in Trockendocks installiert, um den Schiffbau vor Ort mit Strom zu versorgen. Trockendocks (einschließlich Transformatoren) werden schließlich geflutet, um das Schiff von der Baustelle wegschwimmen zu lassen.
* Vakuumdruckgekapselte (VPE) Trockentypen
Militärschiffsbord u Dies ist eine hohe Anforderung, und VPE-Trockentransformatoren wurden entwickelt, um diese Anforderungen zu erfüllen. VPE-Transformatoren ähneln VPI-Transformatoren, verwenden jedoch ein Harz aus Silikon anstelle von Polyester. Das VPE-Verfahren umfasst mehrere Tauchprozesse zum Einkapseln der Spulenanordnung; Die Beschichtungen werden dann in einem Ofen gehärtet. Die Harzbeschichtung im VPE-Design ist normalerweise auch dicker, manchmal um den Faktor vier; wie zu erwarten ist, unterscheidet sich die thermische Einstufung des Isolationssystems für militärische Anwendungen deutlich von denen für kommerzielle Anwendungen. VPE-Transformatoren sind widerstandsfähiger gegen raue und nasse Umgebungen als Gegenstücke vom VPI-Typ.
Typische Anwendungen:
VPE-Trockentransformatoren finden typischerweise Anwendungen in sehr rauen Innen- und Außenumgebungen. Die VPE-Technologie macht den Transformator sehr widerstandsfähig gegen feuchte und ätzende Umgebungen, aber sorgfältig konstruierte Gehäuse sind immer noch ein Muss.
* Epoxidbeschichtete Trockentypen
Epoxidbeschichtete oder „Epoxid-abgeschirmte“ Einheiten vom Trockentyp bieten die Vorteile eines besseren Schutzes vor Umwelteinflüssen, minimalen Rauschens, hoher Grundimpulspegel und besserer Kurzschlussfestigkeit als Typen mit gegossenen Spulen. Abgeschirmte Transformatoren mit Epoxidharz sind in der Regel auch kostengünstiger, flexibler, kleiner und leichter. Typischerweise gibt es zwei Varianten von mit Epoxid beschichteten Transformatoren – in der einen erhält ein VPI-Trockentyp einen Überzug aus Epoxidlack; bei der anderen wird der Epoxidlack als vollständiger Ersatz für die Polyesterversiegelung verwendet.
Typische Anwendungen:
Epoxidbeschichtete Transformatoren eignen sich ideal für Umgebungen, die mit Säuren, Laugen und Chloriden verschmutzt sein können. Sie sind auch beständig gegen die Einwirkung von Salzwasser und hoher Luftfeuchtigkeit und finden daher zahlreiche Anwendungen in Bereichen, in denen diese Probleme auftreten.
* RESIBLOC-Epoxidguss-Trockentypen
Im Gegensatz zu herkömmlichen VPI-Trockenausführungen verwenden RESIBLOC-Epoxidguss-Trockentransformatoren kein Isolierpapier in den Wicklungen. Stattdessen werden glasfaserverstärkte Rovings aus reinem Epoxidharz direkt mit dem Draht umwickelt. Durch fortschrittliche Elektronik gesteuerte Wickelprozesse sorgen zudem für eine gleichmäßige Verteilung und hohe Präzision. Für die Niederspannungswicklung werden Aluminium/Kupfer-Folien verwendet; und für die Hochspannungswicklungen werden kreisförmige (oder rechteckige) Kupferleiter mit glasfaserverstärkter Epoxidharzisolierung verwendet. Der fertige Wickelblock wird dann in einem speziell konstruierten Ofen unter Rotation „ausgehärtet“. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von Gusswicklungen ohne Formen oder Vakuum. Wie bei den meisten gegossenen Epoxideinheiten ist das dielektrische Material auf der Innenwicklung das Epoxid selbst. RESIBLOC-Transformatoren sind zuverlässig, umweltfreundlich, bieten extreme Feuerbeständigkeit, haben eine hohe Kurzschlussfestigkeit und können mit minimalem Wartungsaufwand extremen Bedingungen ausgesetzt werden.
Typische Anwendungen:
RESIBLOC? Transformatoren finden häufig Anwendungen in der Energieversorgung, Öfen oder Traktion; Sie finden sich häufig in Eisenbahnen, Schiffsantrieben und -verteilungen, in den Sektoren Kernenergie und Windkraftanlagen sowie in der Bergbauindustrie.
* Epoxidguss-Trockentypen
Die Primär- und Sekundärspulen in Epoxidguss-Trockentransformatoren werden normalerweise mit Kupferleitern gewickelt, vorgewärmt und in eine Form gelegt, die dann unter Vakuum mit entgastem und gemischtem Epoxid gefüllt wird. Die Formen werden dann in speziellen Öfen ausgehärtet, um ein einwandfreies, lunkerfreies Gießen zu ermöglichen. Das Ergebnis ist ein Wicklungsdesign, das hohlraumfrei, hermetisch abgedichtet und mit einer glatten Außenoberfläche ist.
Typische Anwendungen:
Epoxidguss-Trockentransformatoren werden in Gebäuden und Tunneln, auf Schiffen, Offshore-Plattformen und Kränen, Lebensmittelverarbeitungsanlagen und mehr verwendet. Sie werden oft mit primären und sekundären Schaltanlagen und Verteilern kombiniert, um kompakte Umspannwerke zu bilden.