Kolik mědi je v transformátoru?

Kalové olejové snižovací třífázové dvouvinuté uzavřené transformátory s olejovou ochranou o výkonu od 630 do 2500 kVA a napětí do 10 kV jsou určeny pro trafostanice vnitřních i venkovních instalací.
Výkonové transformátory TMZ se vyrábí s napětím primárního vinutí (vysoké napětí) 6 nebo 10 kV a napětím sekundárního vinutí (nízké napětí) – 0,4 nebo 0,69 kV.
Pro regulaci napětí jsou transformátory TMZ vybaveny vysokonapěťovým spínačem, který umožňuje regulovat napětí v krocích po 2.5 % o hodnotu ±2 x 2.5 % jmenovité hodnoty při odpojení transformátoru od sítě na Strany NN a VN. Spínač je připojen k vysokonapěťovému vinutí.

Технические характеристики

Sériové transformátory TMZ o výkonu od 630 do 4000 kVA se vyrábějí se jmenovitým napětím vinutí vn (vysoké napětí) 6 nebo 10 kV a vinutí nn (nízké napětí) – 0,4 kV. Schéma a skupina zapojení – U/UN -0; D/UN –11.
Na základě dotazníku dohodnutého se zákazníkem je možné vyrobit transformátory s jinými technickými vlastnostmi. Transformátory zajišťují regulaci napětí na straně VN pomocí spínače. Spínání se provádí bez buzení vinutí s vypnutým transformátorem na straně NN a VN s rozsahem +2 x 2,5 %.

Konstrukce transformátoru

Transformátory TMZ jsou vyráběny ve svařovaných obdélníkových nádržích s radiátory. Pro zvětšení chladicí plochy se používají radiátory. K provádění nakládacích a vykládacích operací se používají háky umístěné pod horním rámem nádrže. Transformátor má zátku pro plnění oleje ve spodní části jsou zátky pro vypouštění oleje a pro odběr vzorku.

Aktivní část tvoří magnetické jádro z elektrooceli válcované za studena, vinutí a vysokonapěťový spínač. Vinutí jsou vyrobena z hliníku.
Odnímatelné vstupy VN a NN jsou umístěny na boku a jsou izolovány porcelánovými průchodkami. Transformátory jsou na přání vybaveny kontaktními svorkami pro upevnění přípojnic.

Na straně konzervátoru oleje je olejový indikátor pro sledování hladiny oleje se třemi značkami pro kontrolu teploty pro provozní transformátor:
–45OS, +15OS, +40OS – verze „U“;
–60OS, +15OS, +40OS – verze „HL“.

Do nádrže je pod tlakem čerpán dusík, aby se vytvořil dusíkový polštář, který chrání olej před oxidací a kompenzuje změny objemu oleje v důsledku teplotních změn.

Transformátor je vybaven:

— termometrický alarm (pro měření teploty oleje)

— tlakoměr a vakuoměr (pro sledování vnitřního tlaku a signalizaci tlakových limitů)

– bezpečnostní membrána nebo tlakový spínač, který se spustí, když tlak v nádrži dosáhne 0,75 atm a uvolní plyny ven.

Provozní podmínky

Nadmořská výška – do 1000 m.
Okolní teplota:

— pro mírné podnebí – od –45°C do +40°C (verze „U“);

— pro chladné podnebí – od –60°C do +40°C (verze „HL“).

Relativní vlhkost vzduchu – ne více než 80 % při +25 °C.
Transformátory nejsou určeny k provozu:

— ve výbušném a agresivním prostředí (obsahující plyny, výpary, prach vysoké koncentrace atd.);

– při vibracích a třesech;

– s častým zapínáním ze zdroje až 10x denně.

Struktura symbolu

TMZ – 630/10 U1 10/0,4 D/Un-11
T – třífázový,
M – chlazení oleje s přirozenou cirkulací vzduchu a oleje,
Z – ochranný dusíkový polštář,
630 – jmenovitý výkon, kVA,
10 – napěťová třída vinutí vn, kV,
U1 – klimatická verze a kategorie umístění dle GOST 15150-69,
10 – napětí vinutí vysokého napětí, kV,
0,4 – napětí vinutí nízkého napětí, kV,
D – schéma zapojení vysokonapěťového vinutí (trojúhelník),
U – schéma zapojení vinutí nízkého napětí (hvězda),
n – přítomnost izolovaného neutrálu,
11 – skupina připojení vinutí

Pro dotazy ohledně objednávání a nákupu produktů

volejte tel: 8 (351) 233-44-66;

napište e-mail: ast-trans@mail.ru.

Výkonové transformátory jsou zařízení pro přeměnu elektřiny jedné napěťové úrovně na elektřinu jiného napětí, proto jsou transformátory nejdůležitějším vybavením napájecích rozvoden. Výkonové transformátory se vyrábí v jednofázovém a třífázovém provedení se dvěma a třemi vinutími. Protože třífázové transformátory mají ekonomičtější ukazatel než skupiny složené z jednofázových výkonových transformátorů, rozšířily se třífázové transformátory. Energetická společnost „Power Transformers“ nabízí různé typy zařízení: výkonový transformátor TM, TMG, TMZ, TSZ, TSZGL.

© 1997-2018 Výkonové transformátory

Hliník je primárním materiálem vinutí pro nízkonapěťové transformátory suchého typu nad 15 kilovoltampérů (kVA). V některých jiných zemích světa je převládajícím materiálem vinutí měď. Hlavním důvodem pro výběr hliníkových vinutí je jejich nízká počáteční cena. Cena mědi se historicky ukázala být mnohem kolísavější než cena hliníku, takže pořizovací cena měděného vodiče je obecně dražší volbou. Kromě toho, protože hliník má větší tažnost a snadněji se svařuje, jde o levnější materiál na výrobu. Spolehlivé hliníkové spoje však vyžadují více znalostí a zkušeností ze strany montérů výkonových transformátorů, než je požadováno pro měděné spoje.

Technické argumenty v elektrotechnickém průmyslu o výhodách a nevýhodách hliníku oproti mědi se v průběhu let objevovaly tam a zpět. Většina těchto argumentů je irelevantních a některé lze jednoduše klasifikovat jako dezinformace. Důvodem tohoto článku je diskutovat o některých obecných obavách týkajících se volby mezi těmito dvěma materiály pro vinutí transformátoru.

Tabulka 1: Běžné důvody pro volbu materiálu vinutí pro nízkonapěťové výkonové transformátory suchého typu

Rozdíly mezi mědí a hliníkem

Hlavní obavy týkající se výběru materiálu vinutí odrážejí pět charakteristických rozdílů mezi mědí a hliníkem:

Tabulka 2: Pět charakteristických rozdílů mezi mědí a hliníkem

Konektivita

Oxidy, chloridy, sulfidy nebo obecné kovy, které jsou na mědi vodivější než na hliníku. Tato skutečnost činí čištění a ochranu hliníkových konektorů důležitější. Někteří považují sloučeniny mědi a hliníku za neslučitelné. Otázkou je také spárování spojů mezi hliníkem transformátorů a měděným spojovacím vodičem.

Expanzní faktor

Při změně teploty se hliník roztahuje téměř o třetinu více než měď. Tato expanze spolu s tažnou povahou hliníku způsobuje určité problémy u nesprávně nainstalovaných šroubových spojů. Aby se zabránilo uvolnění spojení, musí být odpruženo. Použitím hrncových podložek nebo tlakových podložek lze dosáhnout potřebné pružnosti během kloubového spojení bez stlačování hliníku. Při použití správných tvarovek se hliníkové spoje mohou kvalitou rovnat měděným.

Tepelná vodivost

Někteří tvrdí, že protože tepelná vodivost mědi je vyšší než hliníku, má to za následek snížení teploty horkého bodu vinutí transformátoru. To platí pouze v případě, že měděné a hliníkové vodiče vinutí mají stejnou velikost, geometrii a konstrukci. Proto pro jakýkoli výkonový transformátor dané velikosti mohou být charakteristiky tepelné vodivosti hliníku velmi podobné mědi. U hliníkových vinutí, aby bylo dosaženo stejné elektrické vodivosti jako měděné, musí být přibližně o 66 % větší v oblasti průřezu Výrobci transformátorů je navrhují a testují na základě vlastností hot spotu jejich konstrukce a pomocí chladicí plochy, geometrie vinutí, vzduchové kanály a tvar vodičů pro získání přijatelných gradientů hot-spot, bez ohledu na materiál vinutí.

Elektrická vodivost

Argumenty často poukazují na horší vodivost hliníku s odkazem na skutečnost, že hliník má pouze 61 % vodivosti mědi, což vede k vyšším ztrátám v hliníkovém vinutí transformátoru. Návrháři se vždy zajímají o teploty vinutí. Pro udržení teplot v rámci dané izolační třídy jsou transformátory s hliníkovým vinutím navrženy s vodiči většího průřezu než měděné. V průměru to má za následek energetické ztráty hliníku, které jsou stejné jako u mědi. Výkonové transformátory podobné konstrukce se stejným ohřevem mají tedy přibližně ekvivalentní ztráty bez ohledu na materiál vodiče.

Výrobci transformátorů omezují výběr dostupných velikostí vodičů. Z tohoto důvodu mohou některé projekty v hliníku dosáhnout nižších ztrát než v mědi jednoduše proto, že výběr velikosti drátu je omezený. V jiných projektech je měď efektivnější. Jen málo výrobců nízkonapěťových transformátorů suchého typu mění při přechodu z hliníku na měď základní rozměry jádra, takže ztráty jádra zůstávají přibližně stejné bez ohledu na materiál vinutí. Pokud lze dosáhnout stejné účinnosti změnou velikosti vodiče vinutí a základní ztráty zůstanou stejné, není žádný praktický důvod očekávat, že jedna konstrukce transformátoru je účinnější než jiná. Cenový rozdíl mezi mědí a hliníkem často umožňuje použití hliníkových vodičů s větším průřezem, což vede k nižším ztrátám naprázdno při nižších nákladech, než kdyby byly použity měděné vodiče.

Pevnost v tahu

Nižší pevnost v tahu a mez kluzu hliníku vyvolaly určité obavy ohledně jeho použití při cyklickém zatěžování. Vysoké zatížení zapínacím proudem produkované stejnosměrnými pohony a některými dalšími spotřebiči má za následek elektromagnetické síly, které mohou způsobit pohyb vodičů a posun vinutí. Jak je uvedeno v tabulce 2, hliník má pouze 38 % pevnosti v tahu mědi. V tabulce je však srovnání založeno na stejných průřezových plochách. Jak bylo uvedeno dříve, k dosažení stejných jmenovitých hodnot musí mít transformátory s hliníkovým vinutím vinutí s plochou průřezu o 66 % větší než transformátory s měděným vinutím. Použití velkých velikostí vodičů vede k výkonu hliníkového vinutí téměř shodnému s výkonem měděného vinutí. Schopnost transformátoru odolávat dlouhodobým mechanickým účinkům zatěžovacích rázů závisí spíše na vhodném vyvážení vinutí a upevnění propojovacích vodičů než na volbě vodiče. Mezi měděnými nebo hliníkovými vinutími nízkonapěťových transformátorů nebyl při testování žádný významný rozdíl v mechanickém poškození.

Připojení

Spojení je zdaleka nejčastější příčinou „selhání“ ohledně použití hliníkových vinutí transformátoru. Měď i hliník jsou při vystavení atmosféře náchylné k oxidaci nebo jiným chemickým změnám. Problém je v tom, že oxid hlinitý je velmi dobrý izolant, zatímco oxid mědi, ačkoli není považován za dobrý vodič, není tak problematický v šroubových spojích. Čištění kontaktů spolu s kvalitním spojením pomáhá předcházet oxidaci. Tato doporučení platí pro jakýkoli vodivý materiál, jen jsou významnější pro hliník. Většina elektrikářů je v těchto postupech dobře vyškolena a technika šroubování hliníkových vodičů je dobře zavedená a ověřená jako spolehlivá.

Obecně se šroubování nepotaženého hliníku na měď nedoporučuje. Přestože existuje několik spolehlivých technologií svařování a tryskání pro spojování těchto dvou kovů, v současnosti se při výrobě výkonových transformátorů téměř nepoužívají. Většina hliníkových a měděných šroubových spojů je vyrobena ze stříbra nebo pocínování. Většina kabelových připojení k hliníkovým transformátorům používá pocínovaná hliníková oka. Tato oka jsou speciálně navržena (Al/Cu) pro připojení měděného drátu k jakémukoli kovu. Tato praxe je obecně akceptována a svou spolehlivost prokázala za více než 30 let provozu transformátorů s hliníkovým vinutím.

TEORIE VERSUS PRAKTICKÉ APLIKACE

Většina argumentů pro měď byla založena na teoriích, které představují malou nebo žádnou látku. Existuje také několik teorií, které upřednostňují použití hliníku.

Jeden argument se zaměřuje na různé metody vytváření měděných a hliníkových spojů. Vnitřní spoje vinutí transformátoru z mědi jsou obvykle pájeny, zatímco hliníkové spoje jsou svařovány pomocí inertního plynu. Technicky vzato způsob pájení žárovzdorným materiálem způsobuje, že měděný spoj je méně vodivý než měď. TIG svařování hliníku produkuje pevný hliník spojený dohromady bez ztráty vodivosti. Někteří navíc tvrdí, že v průběhu času se oxid mědi nadále tvoří, odlupuje vnější měď a nakonec poškodí celý vodič. Na druhé straně oxid hlinitý vytváří na exponovaných kovových površích odolný ochranný povlak, který zabraňuje oxidaci již po několika miliontinách centimetru. Ano, při provozu transformátoru v korozivních atmosférických nebo extrémních zátěžových podmínkách mohou nastat určité problémy. Průměrný spotřebitel by se však neměl těmito teoretickými úvahami příliš zabývat, protože jak měděné, tak hliníkové transformátory mají vynikající výsledky mnoha let praktického používání.

Jediným dobrým důvodem, proč zvolit měď před hliníkem, je omezený prostor. Nezvratným faktem je, že transformátor vinutý mědí může být rozměrově menší než transformátor vinutý hliníkem. Převážně transformátory s otevřeným třmenem a vinutím nakupují velcí montéři pro umístění do vlastních zařízení v zájmu úspory místa. Většina zapouzdřených transformátorů pro všeobecné použití se prodává v pouzdrech stejné velikosti pro hliník i měď, takže ani tato malá výhoda mědi není realizována.

ZÁVĚR

Volba mezi hliníkovým nebo měděným vinutím transformátoru závisí na osobních preferencích. Vysoká cena mědi často vyžaduje zdůvodnění nákupu, ale tyto argumenty byly v tomto článku vyvráceny. Ve skutečnosti zkušenosti v oboru jednoduše nepodporují žádný z nejčastěji uváděných důvodů pro výběr mědi před hliníkem. Poptávka po suchých transformátorech s hliníkovým nízkonapěťovým vinutím pravděpodobně vzroste kvůli jejich značné cenové výhodě oproti mědi. Stejně jako se některé ze starých mýtů vytrácejí díky ohromnému úspěchu hliníku, stále více uživatelů se rozhoduje platit méně peněz, s relativně malou zvláštní pozorností k detailům, která je zapotřebí k vytvoření spolehlivých spojení. Dobré elektroinstalační postupy jsou přínosem pro všechny v oboru, ať už se používá hliník nebo měď. Než investujete do dodatečných nákladů na měděné transformátory, prozkoumejte důvody pro preferenci měděných specifikací.