Який із них має довший термін служби, сухий трансформатор чи масляний трансформатор?

В енергосистемі трансформатори вважаються «серцем» і є незамінним ключовим обладнанням. Серед них сухі трансформатори та масляні трансформатори є двома найпоширенішими типами. Його термін служби безпосередньо залежить від стабільності та окупності інвестицій системи електропостачання. Багатьох користувачів хвилює одне питання при виборі трансформатора: який з них має довший термін служби, сухий трансформатор чи масляний трансформатор?

Відповідь така: за нормальних умов проектування, експлуатації та технічного обслуговування теоретичний термін служби масляних трансформаторів зазвичай довший, ніж сухих трансформаторів. Але це не є абсолютним. Фактичний термін служби залежить від системи ізоляції, методу розсіювання тепла, робочого середовища та рівня обслуговування.

Далі характеристики життя цих двох трансформаторів будуть детально проаналізовані з точки зору принципів конструкції, робочого середовища, вимог до обслуговування тощо.

I. Відмінності в принципі роботи та структурі

• Сухий трансформатор: використовується повітря або тверді ізоляційні матеріали (такі як епоксидна смола) для ізоляції та розсіювання тепла. Не містить легкозаймистих рідин. Зазвичай використовується всередині приміщень або в місцях з підвищеними вимогами протипожежного захисту.

• Масляний трансформатор: використання ізоляційного масла (наприклад, мінерального масла) як ізоляторі охолоджувального середовища, він має високу ефективність розсіювання тепла, але існує ризик витоку масла та займистості. В основному використовується на відкритому повітрі або на великих підстанціях.

II. Аналіз факторів, що впливають на тривалість життя

(1) Старіння ізоляції

• Сухий трансформатор: ізоляційні матеріали (такі як епоксидна смола. Коли на епоксидній смолі з’являються мікротріщини внаслідок теплового розширення та звуження, після проникнення вологи важко відновити ефективність ізоляції), він легко старіє під впливом тепла, вологи чи забруднення протягом тривалого часу, а на його термін служби значною мірою впливають температура та вологість навколишнього середовища.

• Масляний трансформатор:

Ізоляційний папір тривалий час просочувався маслом і має сильні властивості захисту від вологи та окислення. Ізоляційне масло поступово псується під дією високої температури та кисню, але старіння можна сповільнити регулярною фільтрацією або заміною масла.

(2) Розсіювання тепла та підвищення температури

• Сухий трансформатор: використовує природне повітряне охолодження або примусове повітряне охолодження вентилятором, і ефективність розсіювання тепла набагато нижча, ніж масляне охолодження. Здатність до розсіювання тепла низька, і тривала робота з перевантаженням може легко призвести до перегріву ізоляції та скоротити термін служби.

• Масляний трансформатор: покладається на мінеральне масло або синтетичне ефірне ізоляційне масло для циркуляції тепла з високою ефективністю, теплопровідністю набагато вищою, ніж у повітря, сильною здатністю витримувати короткочасне перевантаження та хорошим контролем підвищення температури.

(3) Екологічна адаптивність

• Сухий трансформатор: боїться вологи та пилу, підходить для чистих і сухих приміщень.

• Масляний трансформатор: має високий рівень захисту та може адаптуватися до зовнішнього вологого та забрудненого середовища, але витік масла може забруднювати навколишнє середовище.

III. Типове порівняння життя

• Сухий трансформатор: в ідеальному середовищі (контрольована температура та вологість, відсутність перевантаження) розрахунковий термін служби зазвичай становить 20-30 років. Фактичний термін служби істотно залежить від рівня обслуговування.

• Масляний трансформатор: типовий проектний термін служби зазвичай може досягати 20-30 років, а за стандартної експлуатації та обслуговування він може досягати 30-40 років або навіть більше. Багато масляних трансформаторів, які експлуатуються понад 50 років, все ще використовуються, але потребують регулярного технічного обслуговування (наприклад, тестування масла, перевірка ущільнення).

IV. Технічне обслуговування та вартість

• Сухі трансформатори: технічне обслуговування просте, і немає потреби працювати з ізоляційним маслом, але важливо, щоб ізолятори були чистими та захищеними від вологи. Після того, як ізоляція серйозно старіє, її часто можна замінити лише цілком.

• Масляний трансформатор: якість масла, умови ущільнення та втулки необхідно регулярно контролювати, і вартість обслуговування є високою, але правильне обслуговування може значно подовжити термін служби. Нерідкі випадки, коли старі масляні підстанції після технічного переобладнання продовжують працювати протягом 10-15 років.

V. Ключові змінні, що впливають на фактичну тривалість життя

На додаток до структурних відмінностей, за однакових умов термін служби масляних трансформаторів зазвичай довший, ніж у сухих трансформаторів. Це пояснюється тим, що тепловіддача та ізоляційна стабільність ізоляційної олії кращі, ніж у твердих матеріалів, а занурена в масло структура не чутлива до впливу навколишнього середовища. Однак фактична тривалість життя залежить від ряду факторів:

1. Інтенсивність навантаження та умови перевантаження

Тривала робота, що перевищує 80% - 90% від номінальної потужності, значно скоротить термін служби обох трансформаторів.

2. Умови навколишнього середовища

• Погіршення занурення в масло: Підземне вологе та хімічно корозійне середовище прискорить старіння ущільнень і погіршення якості масла.

• Сухий трансформатор: пил, сольові бризки та середовище з високою вологістю можуть легко призвести до розтоку поверхні та погіршення якості ізоляції.

3. Рівень обслуговування

• Заміна мастила зануреним способом: регулярне тестування масла, перевірка ущільнень і технічне обслуговування системи охолодження є ключовими.

• Сухий трансформатор: основна увага приділяється очищенню та видаленню пилу, технічному обслуговуванню вентиляторів з контролем температури та вентиляції навколишнього середовища.

VI. Як вибрати?

При виборі трансформатора довговічність є лише одним із факторів, і його також необхідно враховувати комплексно:

Виберіть масляний тип, який більше підходить для:

• Сценарії, що вимагають тривалої безперервної роботи, великого навантаження та зовнішньої установки;

• проекти, що потребують тривалого періоду окупності інвестицій (>20 років);

• Користувачі, які мають професійну команду з експлуатації та технічного обслуговування та можуть прийняти регулярне технічне обслуговування.

Обирайте змінний пристрій сухого типу, який більше підходить для:

• Високі протипожежні вимоги, встановлюються всередині приміщень або в густонаселених районах;

• Хочете, щоб не потребували технічного обслуговування, з низьким ризиком пожежі, були екологічно чистими та не містили масла;

• Навантаження є відносно стабільним і не працює при екстремальному перевантаженні.

VII. Висновок

Таким чином, масляні трансформатори служать довше за умови ідеального обслуговування, але сухі трансформатори також можуть забезпечити тривалу стабільність у певних середовищах. Користувачі повинні робити вибір на основі фактичних потреб, умов навколишнього середовища та можливостей технічного обслуговування, а також наполягати на регулярній перевірці та технічному обслуговуванні, щоб справді подовжити термін служби трансформатора. У реальних проектах замість того, щоб просто порівнювати термін служби, краще зосередитися на тому, чи обрана модель відповідно до реальних умов роботи + чи встановлена ​​стандартизована система експлуатації та обслуговування.

Ось чому все більше і більше проектів проводитимуть оцінку життєвого циклу трансформатора (LCA) на ранній стадії, а не просто дивляться на початкову ціну.