водонепроницаемый трансформатор

Подробная информация о специальном трансформаторе с высокой перегрузкой.

Специальный трансформатор для работы при высоких перегрузках — это специализированное энергетическое оборудование, разработанное специально для условий с большими колебаниями нагрузки, значительными кратковременными пиковыми нагрузками и необходимостью избегать частого расширения мощности. Его главное преимущество заключается в способности выдерживать длительную кратковременную работу при высоких нагрузках без ущерба для срока службы оборудования, обеспечивая баланс между надежностью электроснабжения, экономичностью и охраной окружающей среды. Он широко используется в сельских электросетях, промышленности, городских распределительных сетях и других областях. Ниже приведены подробные параметры и характеристики.

I. Основные параметры производительности (точно адаптированы к требованиям различных сценариев, настраиваемые)

Перегрузочная способность (основная особенность)

Благодаря оптимизированной электромагнитной конструкции и системе отвода тепла, характеристики перегрузки значительно превосходят показатели обычных трансформаторов. Типичные стандарты перегрузки составляют 1,5-кратную номинальную нагрузку в течение 8 часов, 1,75-кратную номинальную нагрузку в течение 5 часов и 2,0-кратную номинальную нагрузку в течение 1 часа. Некоторые специализированные модели могут обеспечивать кратковременную работу при 2,2-кратной номинальной нагрузке в течение 30 минут. Это позволяет эффективно справляться с внезапными высокими нагрузками, такими как сезонные пики и воздействие при запуске оборудования, предотвращая перегорание оборудования и перебои в электроснабжении, вызванные перегрузкой. В то же время, трансформатор поддерживает непрерывную работу при 1,1-кратной номинальной нагрузке в течение длительного времени, адаптируясь к сценариям нормализованных колебаний нагрузки.

Класс и характеристики теплоизоляции

Основные типы изоляции — это класс F (максимально допустимая температура 155℃) и класс H (максимально допустимая температура 180℃), которые могут быть модернизированы до класса C в зависимости от требований сценария. В качестве основных изоляционных материалов используются изоляционная бумага DuPont NOMEX®, высококачественная эпоксидная смола (сухой тип) или натуральное эфирное изоляционное масло (масляный тип). Они обладают высокой изоляционной прочностью, отличной термостойкостью, высокой устойчивостью к старению и влаге, обеспечивают стабильные изоляционные характеристики при перегрузках и высоких температурах, эффективно продлевают срок службы оборудования и соответствуют требованиям эксплуатации в суровых условиях, таких как наружная эксплуатация, высокая влажность и высокие температуры.

Потери и уровень энергоэффективности

Сердечник изготовлен из низкопотерной ориентированной по зерну кремниевой стали или аморфного сплава. Потери холостого хода в аморфном сплаве снижаются на 30–50%, а потери под нагрузкой — на 15–25% по сравнению с обычными трансформаторами, что полностью соответствует национальному стандарту энергоэффективности 1-го уровня, а некоторые изделия достигают сверхвысокого уровня энергоэффективности 1. Благодаря оптимизации конструкции обмоток и выбору проводников из бескислородной меди снижаются циркулирующие токи и паразитные потери, что позволяет значительно экономить электроэнергию при длительной эксплуатации и отвечает требованиям энергосбережения и сокращения потребления в рамках концепции «двойного углерода».

Повышение температуры и система отвода тепла

Масляные каналы (для масляных теплообменников) и воздушные каналы (для сухих теплообменников) оптимизированы для работы в условиях перегрузки, что обеспечивает быструю теплопроводность. Изделия с масляным охлаждением оснащены гофрированными масляными баками и ребристыми радиаторами, а также могут быть опционально оборудованы системами принудительной циркуляции масла (OFAF); изделия сухого типа используют естественное воздушное охлаждение (AN) или принудительное воздушное охлаждение (AF), а некоторые модели высокого класса оснащены интеллектуальными вентиляторами с регулировкой температуры, которые могут автоматически запускаться и останавливаться в зависимости от температуры обмотки, строго контролируя повышение температуры обмотки при перегрузке в допустимых пределах, предотвращая старение изоляции, вызванное высокими температурами, и обеспечивая долговременную стабильную работу оборудования.

Помехоустойчивость и стабильность работы

Усилена механическая конструкция, железный сердечник и обмотка надежно закреплены, а сопротивление короткому замыканию высокое, что позволяет выдерживать воздействие внезапных токов короткого замыкания без повреждений. Обладает превосходной устойчивостью к гармоническим помехам и неравномерной нагрузке, может адаптироваться к гармоническим помехам, создаваемым промышленным оборудованием (например, электропечами и частотными преобразователями), снижает колебания напряжения и обеспечивает качество электроснабжения. Оснащен полным комплектом устройств молниезащиты и защиты от перенапряжения, что снижает влияние неблагоприятных погодных условий и колебаний в сети на оборудование, а частота отказов более чем на 40% ниже, чем у обычных трансформаторов.

Уровень шума и защиты

Процесс ламинирования железного сердечника и технология намотки оптимизированы для снижения электромагнитных помех. Уровень шума сухих трансформаторов составляет ≤55 дБ, а масляных – ≤60 дБ, что значительно ниже соответствующих национальных стандартов и подходит для помещений с повышенной чувствительностью к шуму, таких как жилые районы, коммерческие зоны и центры обработки данных. Что касается степени защиты, то наружные трансформаторы имеют степень защиты IP54, обеспечивая пыле-, влагозащиту и защиту от проникновения посторонних предметов, а внутренние трансформаторы могут быть модернизированы до IP65 в соответствии с требованиями для адаптации к различным условиям установки.

II. Конструкция и основные материалы (закладывают прочную основу для долговечности оборудования)

(I) Проектирование основных конструкций

Структура железного ядра

Используется трехмерный намотанный сердечник или ступенчатый ламинированный сердечник. Трехмерный намотанный сердечник не имеет соединений, обеспечивает равномерную магнитную цепь, низкие магнитные потери, низкий уровень шума и высокую механическую прочность; ступенчатый ламинированный сердечник имеет прочное соединение, снижает магнитные утечки, повышает энергоэффективность и может быть гибко выбран в зависимости от мощности для адаптации к различным требованиям нагрузки.

Обмоточная структура

Для изготовления обмоток используются проводники из бескислородной меди (обладающие превосходной электропроводностью и низкими потерями), а также применяются многослойные сегментированные и транспозиционные процессы намотки, что позволяет снизить циркуляционный ток и потери на выходе обмоток, а также повысить эффективность теплоотвода. Поверхность обмотки покрыта несколькими слоями высококачественных изоляционных материалов для повышения изоляционных характеристик, а также установлены изоляционные прокладки для обеспечения необходимого расстояния между обмоткой и железным сердечником, а также между обмоткой и корпусом, предотвращения частичных разрядов и обеспечения безопасности оборудования.

Конструкция нефтяного резервуара/корпуса

Изделия с масляным охлаждением используют полностью герметичные гофрированные маслонаполнители, обладающие превосходными герметизирующими свойствами, эффективно предотвращающие старение и утечки изоляционного масла, продлевающие срок его службы и не требующие частой замены масла. Гофрированные листы могут расширяться и сжиматься при изменении температуры масла, повышая эффективность теплоотвода и обладая хорошими антикоррозионными свойствами, что позволяет использовать их в течение длительного времени на открытом воздухе. Изделия сухого типа имеют оболочки из огнестойкой холоднокатаной стальной пластины, поверхность обработана электростатическим пластиковым напылением, что обеспечивает пыле-, влагостойкость и коррозионную стойкость, а также оснащены вентиляционными решетками для оптимизации циркуляции воздуха в воздуховодах и повышения эффективности теплоотвода.

Проектирование системы охлаждения

В трансформаторах с масляным охлаждением по умолчанию используется естественное охлаждение (ONAN), а в зависимости от требований к перегрузкам может быть установлено принудительное воздушное охлаждение (ONAF) или принудительное циркуляционное воздушное охлаждение (OFAF). Система охлаждения связана с устройством регулирования температуры для автоматической регулировки интенсивности охлаждения; в трансформаторах сухого типа используется естественное воздушное охлаждение (AN), а также может быть опционально установлено принудительное воздушное охлаждение (AF). Вентиляторы имеют малошумную конструкцию, а запуск и остановка контролируются регулятором температуры, что не только обеспечивает охлаждающий эффект, но и снижает энергопотребление и уровень шума.

Конфигурация аксессуаров

В стандартную комплектацию входят масляный термометр, указатель уровня масла (погружного типа), регулятор температуры, предохранительный клапан (погружного типа), клеммы для подключения проводов и т. д.; в качестве дополнительных принадлежностей предлагаются устройство для онлайн-мониторинга хроматографии масла, устройство для онлайн-мониторинга температуры обмотки, модуль дистанционного мониторинга, которые позволяют осуществлять мониторинг состояния работы оборудования в режиме реального времени и заблаговременное предупреждение о неисправностях, упрощают дистанционное управление для персонала по эксплуатации и техническому обслуживанию, а также снижают нагрузку на персонал по эксплуатации и техническому обслуживанию на месте.

(II) Выбор основных материалов (контролируемое качество и исключительная долговечность)

• Материал сердечника из железа: листовая сталь с низкими потерями и ориентированной структурой зерна (обычный тип), аморфный сплав (энергосберегающий тип), все материалы выбраны из известных отечественных брендов, обладают высокой магнитной проницаемостью, низкими потерями и высокой устойчивостью к старению.

• Материал обмотки: Бескислородная медная проволока, обладающая высокой проводимостью, малым сопротивлением и высокой механической прочностью, что предотвращает деформацию и перегорание проволокой из-за перегрузки и нагрева.

• Изоляционный материал: изоляционная бумага DuPont NOMEX®, эпоксидная смола (сухого типа), натуральное эфирное/минеральное изоляционное масло (масляного типа), обладающие превосходными изоляционными свойствами и высокой термостойкостью, соответствующие экологическим стандартам.

• Материал корпуса/бака для масла: холоднокатаная стальная пластина, нержавеющая сталь (опционально), антикоррозийные и нержавеющие свойства, подходит для суровых условий эксплуатации на открытом воздухе; уплотнения изготовлены из маслостойкой и износостойкой резины для обеспечения герметичности.

III. Основные преимущества продукта (явная дифференциация, адаптация к требованиям различных сценариев использования)

Высокая перегрузочная способность, обеспечивающая бесперебойное электроснабжение.

Главное преимущество заключается в способности выдерживать кратковременные высокие нагрузки, значительно превышающие номинальную, без слепого увеличения мощности из-за кратковременных пиковых нагрузок, эффективно предотвращая перебои в электроснабжении, вызванные перегрузкой. Это особенно подходит для таких сценариев, как сезонные высокие нагрузки во время Праздника весны и напряженные сельскохозяйственные сезоны в сельской местности, а также ударные нагрузки при запуске промышленного оборудования, повышая надежность электроснабжения и снижая потери при отключении электроэнергии. В то же время, способность работать при нагрузке, в 1,1 раза превышающей номинальную, в течение длительного времени позволяет справляться с нормализованными колебаниями нагрузки без частой регулировки оборудования.

Конструкция с длительным сроком службы, снижающая эксплуатационные и технические расходы.

Благодаря использованию высококачественных изоляционных материалов и оптимизированной конструкции системы теплоотвода, повышение температуры стабильно контролируется в условиях перегрузки, а срок службы оборудования не сокращается из-за кратковременных высоких нагрузок. Нормальный срок службы может достигать более 30 лет, что сопоставимо с показателями обычных трансформаторов. Оборудование обладает низкой частотой отказов, высокой помехоустойчивостью и устойчивостью к старению, что позволяет сократить частоту выездных проверок и технического обслуживания, снизить трудозатраты и расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание персонала, а также снизить общую стоимость эксплуатации на 20–30% по сравнению с обычными трансформаторами.

Отличная экономика, снижение первоначальных инвестиций

Нет необходимости настраивать оборудование в соответствии с пиковой нагрузкой, достаточно выбрать его по номинальным параметрам, чтобы удовлетворить требованиям кратковременной перегрузки, что значительно снижает первоначальные затраты на приобретение оборудования, плату за использование сети и плату за расширение мощности. В то же время, конструкция с низкими потерями позволяет снизить долгосрочные эксплуатационные расходы на электроэнергию, обеспечивая баланс между экономией первоначальных инвестиций и долгосрочными затратами на эксплуатацию и техническое обслуживание. Это особенно подходит для сценариев с большими колебаниями нагрузки и короткой продолжительностью пиковых нагрузок, обеспечивая высокую экономическую эффективность.

Широкие возможности адаптации, всесторонний охват сцены.

В зависимости от требований различных сценариев, его можно изготавливать в масляном и сухом исполнении, адаптируя к различным уровням напряжения, таким как 10 кВ и 35 кВ, с диапазоном мощности от 50 кВА до 20000 кВА, что позволяет удовлетворить потребности сельских электросетей, промышленных предприятий, городских распределительных сетей, подключения к сетям возобновляемой энергетики и других сценариев. В частности, он может адаптироваться к: кратковременным высоким нагрузкам во время празднования Китайского Нового года и активной сельскохозяйственной деятельности в сельской местности; промышленным нагрузкам, возникающим при запуске металлургических, химических, горнодобывающих предприятий, электропечей и электродвигателей; колебаниям нагрузки при подключении к сети фотоэлектрических/ветровых электростанций; регулированию нагрузки с большими пиковыми и минимальными колебаниями в городских жилых и коммерческих районах; сценариям с высокими требованиями к стабильности электроснабжения, таким как центры обработки данных и железнодорожный транспорт.

Охрана окружающей среды и экологическая безопасность в соответствии с требованиями политики.

Благодаря использованию конструкции с низкими потерями и низким уровнем шума, потери холостого хода и нагрузки значительно ниже, чем у обычных трансформаторов, что позволяет экономить много электроэнергии и сокращать выбросы углекислого газа при длительной эксплуатации. В изделиях с масляным охлаждением может использоваться натуральное эфирное изоляционное масло, нетоксичное и биоразлагаемое, не загрязняющее окружающую среду, а минеральное изоляционное масло подлежит переработке; изделия сухого типа не содержат масла и не загрязняют окружающую среду, обладают превосходными огнестойкими свойствами, соответствуют национальной стратегии «двойного углерода» и политике охраны окружающей среды, а также подходят для различных сценариев с высокими требованиями к охране окружающей среды.

Дополнительные интеллектуальные функции, более удобное управление и техническое обслуживание.

В качестве опции могут быть установлены интеллектуальные модули мониторинга и дистанционного управления для контроля рабочих параметров, таких как температура обмотки, температура масла (для масляных установок), уровень масла (для масляных установок), ток и напряжение в режиме реального времени, с такими функциями, как раннее предупреждение о неисправностях, статистика данных и дистанционный запуск/остановка. Персонал, занимающийся эксплуатацией и техническим обслуживанием, может удаленно проверять состояние работы оборудования с помощью компьютеров и мобильных телефонов, не находясь круглосуточно на месте, что значительно повышает эффективность эксплуатации и технического обслуживания и снижает эксплуатационные расходы.

IV. Типичные сценарии применения (точное согласование, решение практических проблем, связанных с источниками питания)

Сценарии сельских электросетей

Нагрузка на сельские электросети имеет очевидные сезонные колебания. Во время Праздника весны увеличивается число возвращающихся людей, а в разгар сельскохозяйственных сезонов интенсивно запускается ирригационное оборудование, что приводит к кратковременным пиковым нагрузкам. Традиционные трансформаторы подвержены срабатыванию и перегоранию из-за перегрузки. Специальные трансформаторы с высокой перегрузкой легко справляются с такими кратковременными пиковыми нагрузками, не требуя частого расширения мощностей, обеспечивая непрерывность потребления электроэнергии в жилых районах и сельскохозяйственном производстве в сельской местности, сокращая инвестиции в модернизацию электросетей, адаптируясь к суровым условиям окружающей среды в сельской местности и снижая трудозатраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.

Сценарии развития промышленности

В таких отраслях промышленности, как металлургия, химическая промышленность, горнодобывающая промышленность и машиностроение, используется оборудование, такое как электропечи, прокатные станы, дробилки и электродвигатели, которые при запуске генерируют большие ударные токи, относящиеся к типичным ударным нагрузкам и легко вызывающие перегрузку трансформатора. Специальный трансформатор с высокой перегрузочной способностью обладает превосходной ударопрочностью и устойчивостью к перегрузкам, может выдерживать мгновенные большие токи при запуске оборудования, предотвращая перебои в электроснабжении, а также обладает высокой устойчивостью к гармоникам и неравномерной нагрузке, может адаптироваться к сложной электросетевой среде на промышленном объекте, обеспечивая нормальную работу производственного оборудования и снижая производственные потери.

Сценарии развития городских распределительных сетей

В городских жилых районах, коммерческих зонах, офисных зданиях и других регионах нагрузка имеет большие пиковые и минимальные колебания. В часы пик (например, пик использования кондиционеров летом и пик отопления зимой) нагрузка резко возрастает. Традиционные трансформаторы необходимо настраивать в соответствии с пиковой нагрузкой, что приводит к низкому коэффициенту использования оборудования и неэффективному расходованию инвестиций в часы низкой нагрузки. Специальные трансформаторы с высокой перегрузочной способностью могут быть сконфигурированы в соответствии с традиционной нагрузочной способностью, чтобы справляться с кратковременными высокими нагрузками в часы пик, балансировать колебания нагрузки, повышать коэффициент использования оборудования, снижать инвестиции в расширение пропускной способности городской распределительной сети, и в то же время, их конструкция с низким уровнем шума и потерь адаптируется к условиям городской жилой и коммерческой среды.

Новые сценарии развития энергетики и инфраструктуры

При подключении к сети возобновляемых источников энергии, таких как фотоэлектрические и ветровые электростанции, выходное напряжение нестабильно, что легко приводит к колебаниям нагрузки в сети и предъявляет высокие требования к перегрузочной способности и стабильности трансформатора. В инфраструктурных проектах, таких как центры обработки данных и железнодорожный транспорт, предъявляются чрезвычайно высокие требования к непрерывности и стабильности электроснабжения, а также наблюдаются кратковременные колебания нагрузки. Специальный трансформатор с высокой перегрузочной способностью может адаптироваться к колебаниям нагрузки при подключении к сети возобновляемых источников энергии, обеспечивая стабильное электроснабжение центров обработки данных и железнодорожного транспорта. Дополнительный интеллектуальный модуль мониторинга позволяет осуществлять мониторинг состояния оборудования в режиме реального времени, удовлетворяя потребности в интеллектуальном управлении и техническом обслуживании в инфраструктурных проектах.

V. Модель спецификаций и индивидуальные услуги (адаптация по запросу, удовлетворение персонализированных потребностей)

(I) Стандартные технические условия

• Класс напряжения: 10 кВ, 35 кВ (основной), возможны специальные классы напряжения, такие как 6 кВ и 110 кВ.

• Диапазон мощности: 50 кВА ~ 20000 кВА, который может быть гибко выбран в зависимости от требований сценария.

• Метка группы соединений: Dyn11, Yyn0 (основной тип), поддержка переключения ответвлений под нагрузкой (OLTC) и переключения ответвлений без нагрузки, с настраиваемым диапазоном регулирования напряжения.

• Тип изделия: Масляный (полностью герметичный с гофрированным баком) или сухой (с литой изоляцией из эпоксидной смолы) — выбор осуществляется по мере необходимости.

• Тип изоляционного масла: По умолчанию для изделий, погруженных в масло, используется минеральное изоляционное масло, которое можно заменить натуральным эфирным изоляционным маслом (экологически чистое).

• Степень защиты: для наружного применения IP54, для внутреннего применения IP65 (опционально), может быть повышена в зависимости от условий установки.

(II) Индивидуальные услуги

В соответствии со специфическими сценариями использования и требованиями к нагрузке заказчиков могут быть предоставлены комплексные услуги, адаптированные под конкретные нужды, включая:

• Многоуровневая настройка перегрузки: Настройте различные уровни перегрузочной способности от 1,2 до 2,2 раз в зависимости от продолжительности и интенсивности пиковой нагрузки.

• Индивидуальная настройка конструкции: Возможность индивидуальной настройки железного сердечника и конструкции обмотки для адаптации к особым условиям установки (например, узким пространствам, установке на большой высоте); индивидуальная настройка системы охлаждения для работы в суровых условиях, таких как высокие температуры и высокая влажность.

• Настройка дополнительных устройств: по запросу можно настроить такие дополнительные устройства, как мониторинг хроматографии масла, дистанционный мониторинг, молниезащита и заземление, для обеспечения интеллектуального управления и технического обслуживания; можно настроить интегрированную схему шкафа JP, интегрировав трансформатор, выключатель и защитное устройство, для снижения трудозатрат на монтаж на месте.

• Индивидуальная настройка энергоэффективности: изготовление изделий с аморфным железным сердечником и сверхвысоким уровнем энергоэффективности (уровень 1) в соответствии с требованиями энергосбережения для дальнейшего снижения потерь.