Saat menggunakan listrik, perlu untuk mengubah tegangan dari satu tingkat ke tingkat lainnya. Trafo tipe kering (alias berpendingin udara) menjalankan fungsi ini dengan sangat aman dan efisien sehingga banyak digunakan untuk instalasi dalam ruangan di gedung publik dan tempat tinggal di mana tipe lain dari perangkat ini dianggap terlalu berisiko.
Jenis transformator: cair dan kering
Pada dasarnya, ada dua jenis perangkat yang berbeda: berpendingin dan berpendingin cairan (tipe cair) dan berpendingin campuran udara atau udara-gas (tipe kering).
Untuk trafo tipe pertama, media pendinginnya bisa oli mineral biasa. Zat lain juga digunakan, seperti hidrokarbon tahan api dan cairan silikon. Trafo tersebut memiliki inti dan belitan yang direndam dalam tangki media cair, yang berfungsi sebagai isolator dan pendingin.
Daya kering yang paling umumtransformator memiliki gulungan yang diisi dengan resin epoksi, yang berfungsi sebagai isolator. Ini melindungi konduktor dari debu dan korosi atmosfer. Namun, karena cetakan pengecoran koil hanya digunakan dengan dimensi tetap, ada sedikit ruang untuk perubahan dalam desain perangkat tersebut. Dalam kisaran yang biasa digunakan dalam catu daya perusahaan industri kecil, serta bangunan umum dan perumahan, transformator tipe kering sepenuhnya menduplikasi kisaran kapasitas rekan cairnya.
Parameter utama
Momen paling penting dalam pengoperasian perangkat yang dimaksud adalah memastikan rezim suhu belitan. Untuk membantu dalam pemilihan atau pembelian peralatan tipe kering untuk catu daya berbagai objek, kami akan mempertimbangkan beberapa parameter operasional dasar:
- Daya, kVA.
- Nilai tegangan primer dan sekunder.
- Disipasi panas dari sistem insulasi adalah jumlah suhu lingkungan maksimum + kenaikan suhu rata-rata di belitan + perbedaan antara kenaikan suhu rata-rata di belitan dan suhu tertinggi di dalamnya.
- Inti dan kumparan - kemungkinan kerusakan pada inti atau akumulasi delaminasi (konduktor tembaga atau aluminium) menjadi perhatian khusus.
Ada berbagai jenis struktural transformator, terutama ditentukan oleh metode yang digunakan untuk mengisolasi belitannya. Diantaranya dikenal: impregnasi vakum, enkapsulasi dan koil cor. Mari kita pertimbangkan masing-masing secara terpisah.
Isolasi impregnasi vakum (VPI)
Teknologi ini menciptakan lapisan pernis pada konduktor dengan siklus tekanan dan vakum bergantian. Proses VPI menggunakan resin poliester. Ini memberikan konduktor dengan lapisan pernis yang lebih baik daripada pencelupan konvensional. Gulungan dilapisi dengan itu kemudian ditempatkan dalam oven di mana memanggang berlangsung. Mereka jauh lebih tahan terhadap pelepasan korona. Seperti apa bentuk transformator seperti itu? Fotonya diposting di bawah ini.
Vacuum Encapsulation (VPE)
Metode ini biasanya mengungguli proses VPI. Beberapa celup ditambahkan selama proses pembuatan untuk membungkus koil, setelah itu lapisannya dipanggang dalam oven. Trafo ini menawarkan perlindungan yang lebih baik terhadap lingkungan yang agresif dan lembab daripada rekan VPI mereka. Seperti apa bentuk transformator seperti itu? Fotonya disajikan di bawah ini.
Enkapsulasi (penyegelan)
Transformator berkapsul adalah perangkat konvensional dengan belitan yang dilapisi dengan senyawa silikon atau resin epoksi dan sepenuhnya tertutup dalam selubung yang berat. Proses pembuatan mengisi belitan dengan resin epoksi kekuatan dielektrik yang padat dan tinggi, melindungi transformator dari semua lingkungan.
Koil yang dicor (dalam epoksi padat yang dicetak)
Perangkat ini berisi gulungan yang dikemas dalam epoksi selama proses pencetakan. Mereka benar-benar diisi dengan resin di bawah aksivakum.
Setiap metode insulasi belitan secara khusus cocok untuk lingkungan tertentu. Sangat penting untuk memahami di mana sebaiknya menggunakan jenis perangkat yang sesuai. Misalnya, trafo resin cor kering harganya sekitar 50% lebih mahal daripada produk VPE atau VPI. Dengan demikian, pilihan jenis perangkat tertentu dapat secara signifikan mempengaruhi keseluruhan biaya proyek.
Rekomendasi untuk seleksi
Di mana peningkatan resistensi terhadap pelepasan korona (yaitu pelepasan listrik yang disebabkan oleh kekuatan medan yang melebihi kekuatan dielektrik insulasi) diperlukan, ketika peningkatan kekuatan mekanis belitan tidak diperlukan, transformator tipe VPI harus digunakan.
Gunakan ini dengan kumparan cor saat kekuatan dan perlindungan ekstra diperlukan, seperti di lingkungan yang keras seperti pabrik proses kimia, pabrik bahan bangunan, dan instalasi luar ruangan. Lingkungan agresif termasuk zat yang dapat mempengaruhi belitan transformator tipe kering lainnya, termasuk garam, debu, gas korosif, uap air, dan partikel logam.
Selain itu, belitan resin cor telah meningkatkan kemampuan untuk menahan beban berlebih jangka pendek dan berulang yang umum terjadi di banyak proses manufaktur.
Seorang insinyur sering kali harus membuat pilihan antara resin cor atau tipe VPI/VPE untuk aplikasi kritis dan lingkungan yang keras. Tipe pertama umumnya dianggap yang terbaik. Beberapa produsennamun, ditunjukkan bahwa insulasi resin cor membatasi umur transformator. Koefisien ekspansi termal resin epoksi kurang dari konduktor tembaga. Ekspansi dan kontraksi siklik saat kumparan memanas dan mendingin pada akhirnya dapat menyebabkan resin retak. Juga dicatat bahwa transformator tipe VPI dapat mengatasi proses tersebut dengan lebih baik dan karenanya bertahan lebih lama. Pada akhirnya, pilihan terakhir terserah pada insinyur listrik.
Cair vs Kering
Transformator berisi cairan cenderung lebih efisien daripada yang diisi kering, sehingga memiliki masa pakai yang lebih lama. Selain itu, cairan adalah media yang lebih efisien untuk mendinginkan area suhu tinggi lokal dalam belitan. Plus, perangkat berisi cairan memiliki kapasitas kelebihan beban yang lebih baik.
Dengan demikian, transformator tipe kering 1000 KVA pada beban setengah memiliki tingkat kehilangan sekitar 8 kW, dan pada beban penuh sekitar 16 kW. Pada saat yang sama, "seribu" yang sama, tetapi cair, memiliki sekitar setengah limbah. Minyak "dua ribu" pada setengah beban menimbulkan kerugian 8 kW, dan pada beban penuh - 16 kW. Mitra keringnya ditandai dengan biaya masing-masing 13 dan 26,5 kW. Ini berarti bahwa transformator tipe keringlah yang memegang kendali yang meragukan dalam hal kerugian. Pada saat yang sama, harganya lebih tinggi daripada yang cair.
Karena pendinginan belitan yang lebih intens, perangkat cair memiliki dimensi yang lebih kecil (kedalaman dan lebar) daripada perangkat kering dengan daya yang sama. Mungkinmempengaruhi area gardu transformator yang diperlukan (terutama yang terpasang), dan karenanya biaya seluruh fasilitas. Jadi, tipikal transformator tipe kering 1000 KVA memiliki kedalaman 1,6 m, dan lebar 2,44 m. Pada saat yang sama, transformator oli serupa pada kedalaman dekat memiliki lebar sekitar 1,5 m. Namun tipe ini, memiliki sejumlah kelemahan.
Misalnya, proteksi kebakaran lebih penting untuk transformator cair saat menggunakan pendingin yang mudah terbakar. Benar, trafo kering juga bisa terbakar. Perangkat jenis cairan yang disalahgunakan bahkan dapat meledak.
Tergantung pada kondisi pengoperasian, produk berisi cairan mungkin memerlukan baki tetesan untuk menampung kebocoran cairan pendingin.
Mungkin saat memilih transformator, transisi dari preferensi yang jelas untuk tipe kering ke tipe cair adalah antara 500 kVA dan 2,5 MVA, dengan tipe pertama lebih disukai digunakan pada batas bawah kisaran, dan yang kedua di atasnya.
Faktor penting dalam memilih jenis adalah lokasi pemasangan trafo, seperti di dalam gedung perkantoran atau di luar, serta melayani beban industri.
Transformator tipe kering di atas 5MVA sudah tersedia, tetapi banyak yang berisi cairan. Untuk pemasangan di luar ruangan, tipe ini juga dominan.
Beberapa kata tentang ventilasi
Bila trafo dilengkapi dengan kipas blower, beban dapat ditingkatkan secara signifikan. Jadi, untuk belitan corfungsi ini dapat menaikkan kapasitas beban terus menerus hingga 50% di atas beban nominal. Untuk tipe VPE atau VPI, peningkatan daya dalam hal ini bisa sampai 33%.
Misalnya, daya transformator cast-wound 3000 kVA standar, bila dilengkapi dengan kipas blower, meningkat menjadi 4500 kVA (sebesar 50%). Pada saat yang sama, tipe VPE atau VPI 2500 kVA dengan kipas akan menaikkannya menjadi 3,333 kVA (sebesar 33%).
Namun, Anda harus selalu memperhitungkan bahwa keberadaan blower mengurangi keandalan sistem secara keseluruhan. Jika kipas gagal saat beroperasi dengan hembusan di bawah beban yang lebih tinggi dari nilai nominalnya, maka ada risiko kecelakaan parah yang nyata, akibatnya Anda dapat kehilangan seluruh transformator.
Dan bagaimana dengan pasar Rusia?
Perlu dicatat bahwa dalam beberapa tahun terakhir di Rusia, ada kecenderungan tetap untuk mengulangi pengalaman Eropa, di mana hingga 90% dari semua transformator yang baru dipasang adalah tipe kering. Pasar bereaksi sesuai. Hari ini di Federasi Rusia ada penawaran perangkat semacam itu dari dua kelompok produsen. Yang pertama termasuk merek Rusia, Italia, Cina, dan Korea. Pada dasarnya, analog konstruktif dari merek Rusia terkenal ditawarkan: TSZ, TSL, TSGL. Berapa biaya transformator kering seperti itu? Harga "seribu" khas bervariasi dari 900 ribu hingga 1 juta rubel.
Grup kedua termasuk pabrikan Jerman dan Prancis. Mereka menawarkan nilai seri DTTH, GDNN, GDHN. Berapa harga trafo impor seperti itu? Harga "seribu" yang sama adalah dari 1,5 hingga 2 juta rubel.
