Kuris turi ilgesnį tarnavimo laiką, sauso tipo transformatorius ar alyvos transformatorius?

Energijos sistemoje transformatoriai laikomi „širdimi“ ir yra nepakeičiama pagrindinė įranga. Tarp jų sausojo tipo transformatoriai ir alyvos transformatoriai yra du labiausiai paplitę tipai. Jo tarnavimo laikas yra tiesiogiai susijęs su elektros energijos tiekimo sistemos stabilumu ir investicijų grąža. Daugeliui vartotojų, renkantis transformatorių, rūpės vienas klausimas: kuris iš jų turi ilgesnį tarnavimo laiką, sausasis transformatorius ar alyvinis transformatorius?

Atsakymas yra toks: įprastomis projektavimo ir eksploatavimo bei priežiūros sąlygomis teorinis alyvuotų transformatorių tarnavimo laikas paprastai yra ilgesnis nei sausojo tipo transformatorių. Bet tai nėra absoliuti. Tikrasis eksploatavimo laikas priklauso nuo izoliacijos sistemos, šilumos išsklaidymo būdo, eksploatavimo aplinkos ir priežiūros lygio.

Toliau bus detaliai išnagrinėtos šių dviejų transformatorių eksploatavimo trukmės charakteristikos projektavimo principų, darbo aplinkos, priežiūros reikalavimų ir kt.

I. Darbo principo ir struktūros skirtumai

• Sauso tipo transformatorius: izoliacijai ir šilumai išsklaidyti naudojamas oras arba kietos izoliacinės medžiagos (pvz., epoksidinė derva). Jame nėra degių skysčių. Paprastai jis naudojamas patalpose arba vietose, kur keliami aukšti priešgaisrinės apsaugos reikalavimai.

• Alyva panardinamas transformatorius: izoliacinės alyvos (pvz., mineralinės alyvos) naudojimas kaip insuaušinimo terpėje, jis pasižymi dideliu šilumos išsklaidymo efektyvumu, tačiau yra alyvos nutekėjimo ir degumo pavojus. Jis dažniausiai naudojamas lauke arba didelėse pastotėse.

II. Veiksnių, turinčių įtakos gyvenimo trukmei, analizė

(1) Izoliacijos senėjimas

• Sauso tipo transformatorius: izoliacinės medžiagos (pavyzdžiui, epoksidinė derva. Kai dėl šiluminio plėtimosi ir susitraukimo epoksidinė derva sukuria mikro įtrūkimus, izoliacijos savybes sunku atkurti patekus drėgmei), ji lengvai sensta, kai ilgą laiką veikia šiluma, drėgmė ar tarša, o jo eksploatavimo trukmei didelę įtaką daro aplinkos temperatūra ir drėgmė.

• Alyvos transformatorius:

Izoliacinis popierius ilgą laiką buvo mirkomas aliejuje ir pasižymi stipriomis drėgmės ir oksidacijos savybėmis. Izoliacinė alyva palaipsniui blogės veikiant aukštai temperatūrai ir deguoniui, tačiau senėjimas gali būti atidėtas reguliariai filtruojant arba keičiant alyvą.

(2) Šilumos išsklaidymas ir temperatūros kilimas

• Sauso tipo transformatorius: remiasi natūraliu oru arba ventiliatoriumi priverstiniu oro vėsinimu, o šilumos išsklaidymo efektyvumas yra daug mažesnis nei alyvos aušinimo. Šilumos išsklaidymo pajėgumas yra prasta, o ilgalaikė perkrova gali lengvai perkaisti izoliaciją ir sutrumpinti tarnavimo laiką.

• Į alyvą panardinamas transformatorius: naudojant mineralinę alyvą arba sintetinio esterio izoliacinę alyvą, užtikrinanti didelio efektyvumo šilumos išsklaidymą, šilumos laidumą, daug didesnį nei oro, stiprų gebėjimą atlaikyti trumpalaikę perkrovą ir gerai kontroliuoti temperatūros kilimą.

(3) prisitaikymas prie aplinkos

• Sauso tipo transformatorius: Bijo drėgmės ir dulkių, tinka švariai ir sausai patalpų aplinkai.

• Tepalinis transformatorius: turi aukštą apsaugos lygį ir gali prisitaikyti prie drėgnos ir užterštos lauko aplinkos, tačiau alyvos nuotėkis gali užteršti aplinką.

III. Tipiškas gyvenimo palyginimas

• Sauso tipo transformatorius: idealioje aplinkoje (kontroliuojama temperatūra ir drėgmė, be perkrovos) projektinis tarnavimo laikas paprastai yra 20–30 metų. Faktinis tarnavimo laikas labai priklauso nuo priežiūros lygių.

• Alyva panardinamas transformatorius: tipinis projektinis tarnavimo laikas paprastai gali siekti 20–30 metų, o standartiškai eksploatuojant ir prižiūrint – 30–40 metų ar net ilgiau. Daugelis alyvinių transformatorių, kurie eksploatuojami daugiau nei 50 metų, vis dar naudojami, tačiau juos reikia reguliariai prižiūrėti (pvz., alyvos bandymus, sandariklių patikrą).

IV. Priežiūra ir išlaidos

• Sauso tipo transformatoriai: priežiūra paprasta ir nereikia tvarkyti izoliacinės alyvos, tačiau svarbu, kad izoliatoriai būtų švarūs ir apsaugoti nuo drėgmės. Po to, kai izoliacija yra rimtai pasenusi, ją dažnai galima pakeisti tik kaip visumą.

• Alyvos transformatorius: alyvos kokybę, sandarinimo ir įvorių sąlygas reikia reguliariai stebėti, o priežiūros išlaidos yra didelės, tačiau gera priežiūra gali labai pailginti tarnavimo laiką. Neretai senos alyvinės pastotės po techninės pertvarkos tęsia savo veiklą 10–15 metų.

V. Pagrindiniai kintamieji, turintys įtakos faktinei gyvavimo trukmei

Be struktūrinių skirtumų, tomis pačiomis sąlygomis alyvinių transformatorių tarnavimo laikas paprastai yra ilgesnis nei sausojo tipo transformatorių. Taip yra todėl, kad izoliacinės alyvos šilumos išsklaidymo ir izoliacijos stabilumas yra geresnis nei kietų medžiagų, o alyvoje panardinta konstrukcija nėra jautri aplinkos poveikiui. Tačiau tikroji gyvenimo trukmė priklauso nuo įvairių veiksnių:

1. Apkrovos greitis ir perkrovos sąlygos

Ilgalaikis veikimas, viršijantis 80–90 % vardinės galios, žymiai sutrumpins abiejų transformatorių tarnavimo laiką.

2. Eksploatacinės aplinkos sąlygos

• Alyvos panardinimo pablogėjimas: požeminė drėgna ir chemiškai korozinė aplinka paspartins sandariklių senėjimą ir alyvos kokybės pablogėjimą.

• Sausas transformatorius: dulkės, purškiama druska ir didelė drėgmė gali lengvai sukelti paviršiaus šliaužimą ir izoliacijos pablogėjimą.

3. Priežiūros lygis

• Alyvos panardinimo keitimas: labai svarbu reguliariai tikrinti alyvą, tikrinti sandariklius ir prižiūrėti aušinimo sistemą.

• Sauso tipo transformatorius: pagrindinis dėmesys skiriamas valymui ir dulkių pašalinimui, temperatūros valdymo ventiliatoriaus priežiūrai ir aplinkos vėdinimui.

VI. Kaip išsirinkti?

Renkantis transformatorių, tarnavimo laikas yra tik vienas iš veiksnių, į kurį taip pat reikia atsižvelgti visapusiškai:

Pasirinkite į aliejų panardintą tipą, kuris labiau tinka:

• Scenarijai, kuriems reikalingas ilgalaikis nepertraukiamas veikimas, didelė apkrova ir įrengimas lauke;

• Projektai, kuriems reikalingas ilgas investicijų grąžos laikotarpis (>20 metų);

• Naudotojai, kurie turi profesionalią eksploatavimo ir priežiūros komandą ir gali priimti reguliarią techninę priežiūrą.

Pasirinkite sauso tipo keitiklį, kuris labiau tinka:

• Aukšti priešgaisrinės apsaugos reikalavimai, montuojami patalpose arba tankiai apgyvendintose vietose;

• Norite nereikalauti priežiūros, mažo gaisro pavojaus, draugiško aplinkai ir be alyvos;

• Krovinys yra gana stabilus ir neveikia esant dideliam perkrovimui.

VII. Išvada

Apibendrinant galima teigti, kad alyvos transformatoriai tarnauja ilgiau idealiai prižiūrint, tačiau sausojo tipo transformatoriai taip pat gali užtikrinti ilgalaikį stabilumą konkrečioje aplinkoje. Naudotojai turėtų pasirinkti, remdamiesi faktiniais poreikiais, aplinkos sąlygomis ir techninės priežiūros galimybėmis, ir reikalauti reguliariai tikrinti bei prižiūrėti, kad iš tikrųjų pailgintų transformatoriaus tarnavimo laiką. Realiuose projektuose, užuot tiesiog lyginant gyvavimo trukmę, geriau susikoncentruoti į: ar modelis parenkamas pagal faktines darbo sąlygas + ar sukurta standartizuota eksploatavimo ir priežiūros sistema.

Štai kodėl vis daugiau projektų pradiniame etape atliks transformatorių gyvavimo ciklo vertinimą (LCA), o ne tik žiūrės į pradinę kainą.