تفاوت بین ترانسفورماتورهای نوع خشک و ترانسفورماتورهای روغنی چیست؟ چگونه انتخاب کنیم؟

ترانسفورماتورها تجهیزات رایج و حیاتی در سیستم های قدرت هستند که برای تغییر مقدار ولتاژ متناوب برای انتقال و توزیع انرژی الکتریکی در انتقال، توزیع و سایر کاربردها استفاده می شوند. ترانسفورماتورهای نوع خشک و ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن دو نوع رایج هستند که تفاوت‌های قابل‌توجهی در محیط‌های عایق، روش‌های اتلاف حرارت و سازگاری محیطی نشان می‌دهند. این مقاله به بررسی تمایز بین ترانسفورماتورهای نوع خشک و غوطه‌ور در روغن می‌پردازد و توصیه‌هایی برای انتخاب نوع ترانسفورماتور مناسب ارائه می‌دهد.

مهمترین تفاوت بین ترانسفورماتورهای روغنی و خشک در وجود یا عدم وجود "روغن" نهفته است. از آنجایی که روغن مایعی با سیالیت است، ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن لزوماً دارای یک محفظه هستند. داخل این محفظه روغن ترانسفورماتور وجود دارد که سیم پیچ های ترانسفورماتور را زیر آب می برد و آنها را از بیرون نامرئی می کند. ترانسفورماتورهای نوع خشک، فاقد روغن، نیازی به محفظه ندارند، که امکان مشاهده مستقیم سیم پیچ های ترانسفورماتور را فراهم می کند. ویژگی دیگر مخزن روغن روی ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن است که روغن ترانسفورماتور را ذخیره می کند. با این حال، ترانسفورماتورهای جدیدتر غوطه ور در روغن ممکن است دارای مخزن روغن نباشند.

هر دو ترانسفورماتور قدرت هستند که دارای یک هسته آهنی برای مدار مغناطیسی و سیم پیچی برای مدار الکتریکی هستند. تمایز اولیه در طراحی "غوطه ور در روغن" در مقابل "نوع خشک" نهفته است. به طور خاص، رسانه های خنک کننده آنها متفاوت است: اولی از روغن ترانسفورماتور (یا روغن های دیگر مانند روغن β) برای خنک کننده و عایق استفاده می کند، در حالی که دومی از هوا یا گازهایی مانند SF6 به عنوان رسانه خنک کننده استفاده می کند. ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن، مجموعه هسته و سیم پیچ را در یک مخزن روغن پر از روغن ترانسفورماتور غوطه ور می کنند. ترانسفورماتورهای نوع خشک معمولاً هسته و سیم پیچ ها را با رزین اپوکسی محصور می کنند. یک نوع غیر کپسوله ای که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، اکنون از کاغذ عایق مخصوص آغشته به لاک مخصوص برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به سیم پیچ ها یا هسته استفاده می کند.

ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن دارای رادیاتورهای خارجی هستند که برای تسهیل اتلاف گرما - به ویژه گردش روغن عایق داخلی - طراحی شده اند که مانند سینک های حرارتی عمل می کنند. ترانسفورماتورهای نوع خشک فاقد چنین رادیاتورهایی هستند و در عوض به فن های زیر سیم پیچ های ترانسفورماتور برای خنک سازی تکیه می کنند.

ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن، به دلیل الزامات ایمنی آتش‌سوزی، معمولاً در اتاق‌های ترانسفورماتور اختصاصی یا در فضای باز نصب می‌شوند. با این حال، ترانسفورماتورهای نوع خشک همیشه در داخل خانه نصب می شوند، معمولاً در اتاق های توزیع.

از نظر حجم تولید و استفاده، ترانسفورماتورهای نوع خشک در حال حاضر تنها به ولتاژ 35 کیلو ولت می‌رسند و ظرفیت نسبتاً کمتری در مقایسه با انواع غوطه‌ور در روغن دارند، معمولاً تا حدود 2500 کیلوولت آمپر. علاوه بر این، فرآیند ساخت ترانسفورماتورهای نوع خشک پیچیده‌تر از ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن با درجه ولتاژ و ظرفیت یکسان است که منجر به هزینه‌های بالاتر می‌شود. بنابراین، ترانسفورماتورهای پر از روغن در کاربردهای فعلی رایج تر هستند. با این حال، ترانسفورماتورهای نوع خشک به دلیل مزایای زیست محیطی، خواص ضد شعله و مقاومت در برابر ضربه، اغلب در مکان‌های تامین و توزیع برق داخلی با تقاضای بالا - مانند هتل‌ها، ساختمان‌های اداری و سازه‌های بلند استفاده می‌شوند.

واضح است که ترانسفورماتورهای نوع خشک و روغنی دارای مزایا و معایب متمایز هستند. ترانسفورماتورهای پر از روغن هزینه کمتر و تعمیر و نگهداری آسان تر را ارائه می دهند، اما قابل احتراق و انفجار هستند. ترانسفورماتورهای نوع خشک با مقاومت عالی در برابر آتش، می توانند در مراکز بار نصب شوند تا افت ولتاژ و اتلاف انرژی را به حداقل برسانند. با این حال، آنها گران تر، حجیم تر، مقاومت کمتری در برابر رطوبت و گرد و غبار هستند و سطح صدای بالاتری تولید می کنند.

سپس، بیایید تفاوت های ذکر شده در بالا را در هفت نکته زیر خلاصه کنیم:

1. ظاهر

اشکال مختلف کپسوله سازی: ترانسفورماتورهای نوع خشک هسته و سیم پیچ ها را در معرض دید قرار می دهند، در حالی که ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن فقط پوشش بیرونی را نشان می دهند.

2. پیکربندی سرب

ترانسفورماتورهای نوع خشک عمدتاً از بوش های لاستیکی سیلیکونی استفاده می کنند، در حالی که ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن بیشتر از بوش های چینی استفاده می کنند.

3. ظرفیت و ولتاژ

ترانسفورماتورهای نوع خشک عموماً برای کاربردهای توزیع مناسب هستند، معمولاً با ظرفیت های کمتر از 2000 کیلو ولت و ولتاژهای کمتر از 10 کیلوولت، اگرچه برخی از آنها می توانند به سطوح ولتاژ 35 کیلوولت نیز برسند. ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن، با این حال، می توانند به هر ظرفیت مورد نیاز دست یابند و تمام سطوح ولتاژ را پوشش دهند. خطوط انتقال 1000 کیلوولت ولتاژ فوق العاده در حال ساخت چین به طور انحصاری از ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن استفاده می کند.

4. تفاوت عایق و اتلاف حرارت

ترانسفورماتورهای نوع خشک معمولاً از عایق رزینی استفاده می کنند و بر خنک کننده هوای طبیعی متکی هستند و ظرفیت های بزرگتر با خنک کننده هوای اجباری تکمیل می شود. ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن، با این حال، از روغن عایق برای جداسازی الکتریکی استفاده می کنند. گرمای تولید شده توسط سیم‌پیچ‌ها از طریق روغن عایق در گردش درون ترانسفورماتور به پره‌های رادیاتور برای اتلاف منتقل می‌شود.

5. محیط های کاربردی

ترانسفورماتورهای نوع خشک عمدتاً در مکان هایی استفاده می شوند که نیاز به "ضد آتش و ضد انفجار" دارند و آنها را برای ساختمان های بزرگ مقیاس و سازه های بلند مناسب می کند. با این حال، ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن، ممکن است در صورت خرابی، اسپری یا نشت روغن را تجربه کنند که به طور بالقوه باعث آتش سوزی می شود. در نتیجه، آنها در درجه اول در خارج از منزل مستقر می شوند، جایی که سایت ها مجهز به "حفره های نفتی تصادفی" هستند.

6. ظرفیت های مختلف حمل بار

ترانسفورماتورهای نوع خشک عموماً باید با ظرفیت نامی کار کنند، در حالی که ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن قابلیت اضافه بار بالایی را نشان می دهند.

7. ساختارهای هزینه متنوع

برای ترانسفورماتورهای با ظرفیت معادل، واحدهای نوع خشک به طور قابل توجهی قیمت خرید بالاتری نسبت به ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن دارند.

نحوه انتخاب

1. ملاحظات ایمنی: اگر ایمنی و مقاومت در برابر آتش بالاتر مورد نیاز است، ترانسفورماتورهای نوع خشک را انتخاب کنید زیرا حاوی روغن عایق قابل اشتعال نیستند.

2. نیازهای برق: برای ترانسفورماتورهای پرقدرت، ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن معمولاً به دلیل قابلیت اتلاف حرارت برتر مناسب تر هستند.

3. محدودیت های محیطی: ویژگی های محیط عملیاتی ترانسفورماتور را در نظر بگیرید و نوع ترانسفورماتور مناسب را برای آن تنظیم انتخاب کنید.

4. هزینه های تعمیر و نگهداری: ترانسفورماتورهای پر از روغن معمولاً به بازرسی های دوره ای و نگهداری از کیفیت روغن عایق نیاز دارند، در حالی که ترانسفورماتورهای نوع خشک هزینه نگهداری نسبتاً کمتری دارند.

ترانسفورماتورهای نوع خشک و پر شده با روغن تفاوت های مشخصی را در محیط عایق، روش های اتلاف گرما و سازگاری محیطی نشان می دهند. انتخاب نوع ترانسفورماتور مناسب به نیازهای کاربردی خاص و شرایط محیطی بستگی دارد. هنگام تدوین استراتژی های انتخاب ترانسفورماتور، عواملی مانند ایمنی، نیازهای برق، محدودیت های محیطی و هزینه های نگهداری باید به طور جامع در نظر گرفته شوند. برای تأسیسات حیاتی و مکان‌های دارای نیاز ایمنی بالا، مانند بیمارستان‌ها و مدارس، ترانسفورماتورهای نوع خشک معمولاً برای به حداکثر رساندن ایمنی ترجیح داده می‌شوند. برعکس، در مجتمع‌های صنعتی بزرگ و سیستم‌های قدرتی که به ترانسفورماتورهای پرقدرت نیاز دارند، ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن اغلب به دلیل قابلیت‌های اتلاف حرارت برتر و توانایی مقاومت در برابر شرایط سخت محیطی مناسب‌تر هستند.