Para usar un cliché, es típicamente una 'obviedad' para elegir transformadores pequeños. Una unidad con una capacidad de kVA que es más grande de la carga prevista puede ser recogido rápidamente. Pero si va a seleccionar una unidad grande para un sistema de distribución eléctrica, a formar parte de una gran red de distribución, que están haciendo típicamente una inversión mucho mayor; por lo tanto el proceso de evaluación es mucho más elaborada y detallada. Con más de 90 años de experiencia en esta industria, Pacific Crest Transformers ha elaborado una lista de comprobación rápida para ayudarle a hacer su elección juiciosa.
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Hay tres cuestiones principales que influyen en su elección:
¿La unidad elegida tiene suficiente capacidad para manejar la carga esperada, así como una cierta cantidad de sobrecarga?
¿Puede la capacidad de la unidad aumentarse para mantenerse al día con el posible aumento de la carga?
¿Cuál es la esperanza de vida de la unidad? ¿Cuáles son los costos iniciales, instalación, operación y mantenimiento?
Los factores de evaluación
El coste y la capacidad del transformador normalmente se refieren a un conjunto de factores de evaluación:
1. Aplicación de la Unidad
requisitos del transformador claramente cambian en función de la aplicación.
Por ejemplo: en la industria del acero, se requiere una gran cantidad de energía ininterrumpida para el funcionamiento de los procesos metalúrgicos y otros. Por lo tanto, las pérdidas de carga deben minimizarse - lo que significa un tipo particular de construcción del transformador que reduce al mínimo las pérdidas de cobre es más adecuado. En aplicaciones de energía eólica, la potencia de salida varía en gran medida por las distintas instancias; transformadores utilizados aquí deben ser capaces de soportar sobretensiones sin fallo. En la fundición, transformadores de potencia que pueden suministrar energía constante, son vitales correcta; en la industria del automóvil, buena capacidad de sobrecarga a corto plazo es un atributo necesario. industrias textiles, que utilizan motores de diferentes especificaciones de tensión, transformadores necesitarán intermitentes o de derivación cambiante; la industria de la horticultura requiere unidades de alto rendimiento que se adapten a las aplicaciones de carga variable con la tensión exacta.
Estos ejemplos sirven para subrayar que tipo de carga (amplitud, la duración y el alcance de la no-lineal y cargas lineales) y la colocación son consideraciones clave. Si los parámetros estándar no sirven a su aplicación específica, para luego trabajar con un fabricante que puede personalizar las características de funcionamiento, tamaño y otros atributos a sus necesidades será necesario. Pacific Crest construye regularmente transformadores de medida para aplicaciones únicas.
2. Tipo de aislamiento (lleno de líquido o de tipo seco)
Aunque todavía se debate sobre las ventajas relativas de los tipos disponibles de transformadores, hay algunas características de rendimiento que han sido aceptadas:
o transformadores rellenos de líquido son más eficientes, tienen una mayor capacidad de sobrecarga y la esperanza de vida más larga.
unidades o rellenos de líquido son mejores para reducir la temperatura de la bobina de puntos calientes, pero tienen mayor riesgo de inflamabilidad que los tipos secos.
o diferencia de las unidades de tipo seco, transformadores rellenos de líquido a veces requieren canales de contención para proteger contra fugas de líquido.
unidades de tipo seco se utilizan generalmente para las calificaciones más bajas (el punto de cambio de 500 kVA ser 2.5MVA). La colocación es también una consideración crucial aquí; será la unidad de la temporada de calor que sirve un edificio de oficinas / apartamento, o al aire libre que sirve una carga industrial? transformadores de mayor capacidad, que se utiliza al aire libre, son casi siempre lleno de líquido; menor capacidad, unidades interiores son típicamente tipos secos. tipos secos normalmente vienen en recintos con rejillas o sellados; barniz, la presión de vacío impregnado (VPI) barniz, resina epoxi o resina colada son los diferentes tipos de aislamiento utilizados.
tipos llenas de líquido: elección de material de relleno
La elección del material de relleno generalmente se basa en factores que incluyen la temperatura nominal del transformador, la resistencia mecánica de las bobinas, la fuerza dieléctrica del aislamiento, la tasa de expansión de los conductores con diferentes cargas, y la resistencia al choque térmico del sistema de aislamiento.
tipos llenas de líquido: consideraciones de temperatura
El uso de formas fluidas, tanto como un aislante y un medio de refrigeración, transformadores rellenos de líquido tienen rectangulares o cilíndricos en la construcción de los bobinados. Los espaciadores son utilizados entre las capas de arrollamientos para permitir que el fluido fluya y enfriar los devanados y el núcleo.
Dentro del tanque sellado que contiene tanto núcleo y las bobinas, el líquido fluye a través de los conductos y alrededor extremos de la bobina, con el intercambio de calor principal que tiene lugar en tubos elípticos externos. Para transformadores de más de 5 MVA, radiadores (cabeceras en la parte superior e inferior) se utilizan para la transferencia de calor adicional. aislamiento de papel moderna en unidades llenas de líquido permite que un promedio de 65 ° C bobinado aumento de la temperatura.
tipo seco: consideraciones de temperatura
aislamiento tipo seco proporciona resistencia dieléctrica y capacidad de soportar límites térmicos. Las calificaciones de aumento de temperatura son típicamente de 150 ºC, 115 ºC y 80 ºC, con base en la clase de aislamiento utilizado (véase el recuadro).
3. Elección de bobinado de material
Transformers utilizan cobre o aluminio para los devanados, con unidades de aluminio-herida siendo típicamente más rentable. transformadores de cobre-de heridas, sin embargo, son más pequeños - cobre es mejor conductor - y el cobre contribuye a una mayor resistencia mecánica de la bobina. Es importante trabajar con un fabricante que tiene la capacidad y experiencia para trabajar con cualquiera de los materiales para satisfacer sus necesidades específicas.
4. Uso de baja pérdida Material del núcleo
la elección de la base es una consideración crucial, y pérdidas en el núcleo debe determinarse correctamente. Las pérdidas que se producen en el núcleo son debido a la histéresis y corrientes parásitas. magnética de acero de alta calidad debe ser utilizado de manera que las pérdidas de histéresis se reducen; núcleos laminados se eligen para minimizar las pérdidas por corrientes de Foucault.
5. Protección de entornos adversos
Es muy importante que el núcleo del transformador, bobinas, cables y accesorios están adecuadamente protegidos, especialmente cuando se usa en ambientes hostiles. transformadores rellenos de líquido deben ser de construcción de tipo sellado, proporcionando automáticamente la protección de los componentes internos. Para las condiciones altamente corrosivos, depósitos de acero inoxidable se pueden emplear. Algunos enfoques para la construcción de transformadores de tipo seco para entornos adversos incluyen las unidades encapsuladas, unidades de resina emitidos, y la presión de vacío encapsuladas unidades (VPE), a veces el uso de un barniz de siliconas. A menos que las unidades de tipo seco están completamente sellados, el núcleo / bobina y asambleas de plomo deben ser limpiados periódicamente, incluso en ambientes no agresivos, para evitar que el polvo y otros acumulación de contaminantes en el tiempo.
6. Aislantes
Transformadores de tipo seco utilizan normalmente aislantes hechos de compuestos de moldeo de poliéster de fibra de vidrio reforzado. Estos aisladores están disponibles hasta una calificación de 15 kV y están destinados a ser utilizados en interiores o dentro de un recinto a prueba de humedad. transformadores rellenos de líquido emplean aisladores de porcelana. Estos están disponibles en capacidades de tensión superiores a 500 kV. aisladores de porcelana son resistentes alquitrán, conveniente para el uso al aire libre, y fácil de limpiar.
aisladores de porcelana de alto voltaje contienen aceite impregnado aislamiento de papel, que actúa como divisores de tensión capacitivos para proporcionar gradientes uniformes tensión. pruebas de coeficiente de potencia se deben realizar a intervalos específicos para verificar el estado de estos aisladores.
7. Reglamento
La diferencia entre el secundario es de tensión y la tensión de plena carga sin carga es una medida de la regulación del transformador. regulación pobre significa que a medida que la carga aumenta, la tensión en los terminales del secundario cae sustancialmente.
8. tomas de tensión
Incluso con una buena regulación, la tensión del secundario de un transformador puede cambiar si los cambios de voltaje de entrada. Transformadores, cuando se conecta a un sistema de servicios públicos, dependen de la tensión de la red; cuando las operaciones de suministro cambian o nuevas cargas están conectadas a sus líneas, el voltaje de entrada a sus instalaciones puede disminuir, o incluso tal vez aumentará.
Para compensar estos cambios de tensión, transformadores se construyen a menudo con los cambiadores de tomas en carga (LTC), o, a veces, cambiadores de tomas sin carga (NLTCS). (LTC operan con la carga conectada, mientras que NLTCS debe tener la carga desconectada.) Estos dispositivos consisten en grifos o cables conectados a cualquiera de las bobinas primarias o secundarias en diferentes lugares para suministrar una tensión constante de las bobinas secundarias a la carga bajo condiciones variables .
Esperanza de vida 9.
Se lleva a cabo comúnmente que la vida útil de un transformador es la vida útil del sistema de aislamiento. la vida del aislamiento es directamente proporcional a las temperaturas por las que atraviesa el aislamiento en toda la operación. Las temperaturas varían sinuosas, y los puntos calientes en un máximo de 30ËsC por encima de la temperatura media de bobinado de la bobina son generalmente aceptables para los transformadores de tipo seco. Las temperaturas del punto caliente se estiman mediante el cálculo de la suma de la temperatura ambiente máxima, el aumento medio de la temperatura del devanado, y el gradiente de bobinado.
Los transformadores tienen normalmente una capacidad de kVA 'placa', y esto representa la cantidad de carga kVA que se traducirá en el aumento de la temperatura nominal en condiciones de funcionamiento normales. Cuando se utiliza en estas condiciones de funcionamiento '' estándar, incluyendo la temperatura del punto caliente aceptado con la clase de aislamiento correcta, una esperanza de vida del transformador "normal" puede ser estimada.
10. Sobrecarga
Las condiciones de operación a veces puede requerir la sobrecarga de un transformador; y lo que esto significa una sobrecarga de la unidad, en términos de lo que puede soportar sin desarrollar problemas o fallos es una consideración importante. Un tema fundamental es el calor y su disipación.
Por ejemplo, si un transformador está sobrecargado a un factor de 20% por encima de su kVA nominal durante un cierto período de tiempo, el calor desarrollado en las bobinas se puede transferir fácilmente a la parte exterior de la cuba del transformador en función del período de sobrecarga. Si se produce esta transferencia de calor, entonces las posibilidades de un fallo que se produzca son pequeñas; pero es evidente que un periodo de tiempo más allá del cual el transformador no puede seguir siendo en la condición de sobrecarga; el calor puede empezar a construir internamente dentro de la unidad y causar problemas graves, lo que conduce finalmente a un fallo y una posible interrupción de la energía. problemas de disipación de calor con frecuencia se abordan con ventiladores incorporados, aumentando así la capacidad de carga del transformador también.
11. Nivel de aislamiento
El nivel de aislamiento de un transformador se basa en su nivel básico de impulso (BIL). El BIL puede variar para una tensión sistema dado, dependiendo de la cantidad de exposición al sistema de sobretensiones se podría esperar un transformador para encontrar lo largo de su ciclo de vida. Si el sistema eléctrico en cuestión incluye controles de estado sólido, la selección de BIL se debe hacer con mucho cuidado. Estos controles cuando se opera chuleta de la corriente, y pueden causar oscilaciones de voltaje.
12. Blindaje
La capacidad de un transformador para atenuar el ruido eléctrico y transitorios es una consideración importante, especialmente cuando se trata de determinados tipos de carga. La aplicación de un escudo entre las bobinas primaria y secundaria de un transformador de distribución se logra a menudo cuando los equipos de estado sólido, tal como ordenadores y periféricos están siendo servido.
13. Transformers colocarla cerca de la carga
La minimización de la distancia entre la unidad y la carga principal es claramente beneficiosa de varias maneras - aparte de la reducción de pérdida de energía y las caídas de tensión, sino que también reduce el coste de cableado secundario. La desventaja aquí es que cualquier colocación de equipos de alta tensión requiere un examen muy minucioso de los temas de seguridad eléctrica y contra incendios. Un equilibrio adecuado se puede lograr mediante el uso de unidades que hayan sido aprobados previamente o permitidos por las compañías de seguros.
14. Accesorios
Un coste añadido, los accesorios se instalan cuando se requiera. Los ejemplos incluyen tanques de acero inoxidable y gabinetes para protección contra la corrosión adicional, pintura especial / Finalizar para ambientes corrosivos y la luz ultravioleta, escudos del tiempo para las unidades exteriores, disposiciones de protección para ambientes húmedos; guardias de roedores, monitores de temperatura, calentadores para evitar la condensación durante la parada prolongada, la ubicación opcional de aberturas para cables primarios y secundarios, los aparatos de control del grifo cambiante, y mucho más.
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