Millised transformatorid on ideaalsed välistingimustes toimuvaks võimsuse edasiandmiseks?

Peamised keskkonnaprobleemid välitransformaatorite jaoks

Niiskuse, saastumise ja kõrguse mõju dielektrilisele tugevusele ja isoleerimise elueale

Väljas paigaldatud transformaatorid silmitsuvad pidevate keskkonnaprobleemidega, mis aja jooksul kahjustavad nende elektrilisi omadusi ja vähendavad nende eluiga. Kui niiskus on kõrge, kiirendab see niiskuse imendumist transformaatoritesse sisse ehitatud paberilaadsesse isoleermaterjali, mis võib täielikult niisutunult vähendada nende võimet ohutult toota elektrit peaaegu poole võrra. Tööstuslikest tegevustest pärinevad saasteained, nagu kloorühendid ja väävlishapped, kleepuvad tihti transformaatori isoleerimispesadesse, moodustades juhtiva kihina, mis suurendab oluliselt selliste probleemide tekkimise tõenäosust nagu pinnaline jälgimine ja äkiline elektrilöök. Transformaatorid, mis on paigaldatud kõrgematesse kohtadesse, leiavad ka oma töös raskusi, kuna õhem õhk vähendab osalist laengut alustamiseks vajalikku pinge ligikaudu 8% iga 1000 meetri kohta, samuti takistab see soojuse loomulikku eemaldumist konvektsiooni kaudu. Kõik need tegurid kokku põhjustavad selle, et isoleermaterjal vananeb kiiremini kui oodatakse. IEEE ja CIGRE organisatsioonide avaldatud uuringute kohaselt on rasketes tingimustes töötavatel transformaatoritel tüüpiliselt kasutusiga lühem kolme kuni viie aasta võrra võrreldes neile, mis asuvad leebemas kliimas ja väiksema saastetusega piirkondades.

Korrosioonikindlus, kaitseastme IP-klassifikatsioon ja materjali valik pikaajaliseks usaldusväärsuseks

Selleks, et varustus kaua kestma jääks, tuleb korrosiooni vastu võidelda arukate materjalivalikute ja ehitusviiside kaudu. Rannikualadel, kus soolane õhk on igal pool, sobivad suurepäraselt roostevabad teraskarbid koos vase-nikkeli tarvikutega, mis vastupidavad lagunemiseta soolapiiskadele. Tööstusalad eelistavad sageli pulbrimaterditud süsinikterast, kuna see on piisavalt vastupidav ja hoiab samas kulusid mõistlikul tasemel. IP-klassifitseerimise puhul tuleb meeles pidada, et IP55 tähendab, et tolm sisse ei satu ja suudab taluda kergelt pritsivat vett, aga IP66 läheb veelgi kaugemale ning suudab vastu pidada tugevale vihmale või isegi mussoonidele. Kui seda kõike kokku panema, peavad insenerid arvestama mitme olulise teguriga. Esiteks võivad erinevad metallid omavahel reageerides ajapikku tekitada probleeme, mistõttu nende sobivus üksteisega on oluline. Ka tihendid peavad säilitama terviklikkuse pärast korduvaid kuumutamis- ja jahutamistsükleid. Ärge unustage ka ühenduste ümber olevaid gummiosi – need peaks olema valmistatud UV-stabiliseeritud materjalidest, et ennetada päikesekiirguse põhjustatud pragunemist. Värske EPRI-uuringu kohaselt katkeb peaaegu veerand transformaatoritest vara, sest nende kaitselülitid polnud piisavalt kaitstud keskkonnakahjude eest, mis näitabki, kui tähtis on just need detailid õigesti lahendada.

Õlitäidetud transformaatorid: Standard kõrgepinge välisvõrkudes

Pinge klassi ühilduvus ja isoleerimise koordineerimine (BIL/LIWL) vahemikus 69–765 kV süsteemides

Välitingimustes toimivatele kõrgepinge edastusliinidele, mille pinge jääb vahemikku 69–765 kilovolti, on siirdeõliga transformatoreid endiselt eelistatud valik, kuna need pakuvad suurepäraseid dielektrilisi omadusi, head termilist stabiilsust ja hästi väljaarendatud isoleerimise koordineerimise meetodeid. Neis transformatorites kasutatakse mineraalõli ja paberi isolatsiooni kombinatsiooni, mida on hoolikalt testitud tööstusstandardite kohaselt, nagu Basic Impulse Level (BIL) ja Lightning Impulse Withstand Level (LIWL). Need testid tagavad, et transformatoreid saab tõhusalt kasutada elektrivõrkudes suurel skaalal, suudetaks impulsskoormusi tõhusalt taluda. Future Market Insightsi 2023. aasta andmete kohaselt toetub umbes pooled kogu maailma edastusvõrgustikest endiselt sellele tehnoloogiale. Mineraalõli toimib nii hästi, kuna see imendab soojust tõhusalt ja juhib seda kiiresti ära, võimaldades transformatoritel töötada suuremate koormuste all kui muud tüübid. Ka konsolideeritud läbitorkede poorimisdistantside hoolikas disain koos sobivate barjääride kuju kaudu aitab takistada rikke levikut süsteemis ootamatute pingeimpulsside korral, mis võivad esineda näiteks äikesepilvede ajal või muudel sündmustel.

Mineraalõli vs. Alternatiivid: Jõudlus, Kulu ja Regulatiivne Nõustumine Kasutusvaldkondades

Mineraalõli jääb endiselt laialdaselt kasutusse, kuna see on odavam kui teised valikud, makses tavaliselt alguses 15–30 protsenti vähem. Lisaks on sellel pikkaajaline usaldusväärsus, mis on aastakümnete jooksul pärast katsetatud temperatuurimuutuste, niiskuse ja mustuse suhtes. Teisalt pakuvad alternatiivid, nagu silikoonõli ja looduslikud estrid, olulisi ohutusparandusi ning paremaid keskkonnakrediteerimisi. Need materjalid vähendavad tuleohtu ligikaudu 60–80 protsenti ja vastavad rangele EL-i ökoekujunduse nõudele ning mitmesugustele jätkusuutlikkuse eeskirjadele Põhja-Ameerikas. Milline on aga puudus? Nende hind on alguses 20–40 protsenti kõrgem, lisaks võivad tekkida vajadused süsteemi parameetrite kohandamiseks või muutunud hooldustava pärast. Laiemas plaanis viitavad enamik elutsükliuuringud endiselt mineraalõlile kui parimale valikule isoleeritud aladel, kus ohtud on minimaalsed. Kuid asjad muutuvad tihedalt asustatud linnapiirkondades, kus tuleohutus on tähtsam, eeskirjad ranged ja pikemad hooldusvahed võivad tegelikult teha kallimad estril baseeruvad vedelikud esialgsest kulust rohkem väärt.

Olulised füüsilise disaini omadused välistingimustes töötavate transformaatorite vastupidavuse tagamiseks

Konservatoritanked, hermeetilised hingamisseadmed ja saastumiskindlad isoleerkupeede konfiguratsioonid

Transformaatoritele, mis töötavad õues, ei ole tugev füüsiline ehitus mitte ainult oluline, vaid pikaajalise usaldusväärsuse seisukohalt hädavajalik. Konservatsioonitank täidab olulist rolli, käsitledes muutusi õlitoomris temperatuurimuutuste korral. Selle komponendi puudumisel tekiksid probleemid kas vakuumi tekkimisega sees või liigse rõhu build-up'iga, mis võib kahjustada tihendeid ja mõjutada isoleerimiskvaliteeti. Hermeetilised hingamistorud sisaldavad tavaliselt materjale nagu silikageel või molekulaarsilgid, mis takistavad niiskuse sattumist süsteemi. Need aitavad säilitada õli head elektrilisi omadusi ning samas vältida happeid, mis aja jooksul tekivad. Saasteainete vastu kindlad bushingud on kujundatud nii, et elektrilise voolu pindade ületamiseks on pikem läbitava tee pikkus, lisaks on need valmistatud spetsiaalsetest pinnakatetest või glasureeritud porcellaanist, mis tõrjuvad vett. See aitab ennetada elektrilisi läbipõrkeid, eriti rannikualadel, kus soolane õhk on levinud. Mõned uuemad mudelid minnakse veelgi kaugemale, lisades lämmastikuga kihte või täites ruumid mitteaktiivsete vedelikega, et täielikult kõrvaldada igasugune siserühmalaamu tekkimise oht. Kõik need erinevad komponendid toimivad koos selleks, mida paljud nimetavad kolmeosaliseks kaitseksüsteemiks, suurendades oluliselt transformaatorite eluiga enne hoolduse vajadust ning vähendades ootamatuid võrgukatkestusi meie kõrgepinge võrguvõrkudes.

Jahutussüsteemi valik muutuvate välitingimuste korral

ONAN, ONAF ja OFAF kompromissid: soojusliku toimivuse tasakaalustamine tolmu, tuule ja ümbritseva temperatuuri ekstremidega

Õige jahutussüsteemi valimine sõltub suuresti keskkonnast, kus see töötab. ONAN-süsteemid on lihtsad hooldada, kuid toimetlevad halvasti temperatuuride tõustes üle 40 kraadi Celsiuse või pikade raskete koormuste ajal. ONAF-variant kasutab soojuse paremaks hajutamiseks ventilaatoreid, mis toimib hästi väga soojas ja kuivas kliimas. Siiski katkevad need ventilaatorid kiiremini palju tolmuga või tugeva tuulega piirkondades, kui puudub hea filtratsioon ja vibratsiooni haldamine. OFAF-süsteemid pakuvad kõige paremat termilist võimsust ja hoiavad tuumjahutuse eraldi välisestest osakestest, muutes neid palju usaldusväärsemaks tolmsetes, niisketes või saastunud keskkondades. Muidugi kaasnevad sellega ka kompromissid, nagu suurem keerukus ja suurem energiatarve. Otsustades peavad energiaettevõtted vaatama tegelikke kohalikke andmeid, mitte ainult üldisi kliimaklassifikatsioone. Teguritel nagu äärmuslikud temperatuurivahemikud, õhus oleva tolmu kogus (mõõdetuna näiteks PM10 ja PM2,5 tasemetega) ja tüüpilised tuulemustrid on oluline tähtsus optimaalse jõudluse, süsteemi usaldusväärsuse ja pikaajaliste kulude tõhusa haldamise saavutamisel.

KKK

Milline mõju on niiskusel välitransformaatoritel?

Niiskus kiirendab niiskuse imendumist transformatöri isoleerimises, vähendades selle dielektrilist tugevust kuni poole võrra täielikult küllastunud olekus.

Kuidas mõjutab saaste transformatöri tööd?

Saatused moodustavad juhtiva kihina porseliinisoolititel, suurendades pinnalise üleujumise ja elektriliste läbiprukete ohtu.

Mis on roostevabast terasest korpuste eelised?

Roostevabast terasest korpused takistavad korrosiooni, eriti rannikualadel, kus soolane õhk on levinud.

Miks kasutatakse endiselt mineraalõlitransformaatoreid?

Mineraalõlitransformaatorid on odavamad ja nende usaldusväärsus on juba pikka aega tõestatud, kuigi neile konkureerivad ohutumad ja keskkonnasõbralikumad alternatiivid.