Transformador de potència i transformador de distribució: tipus, aplicacions i guia de selecció
Els transformadors són una part clau de gairebé tots els sistemes elèctrics moderns. Des de subestacions de serveis públics i plantes industrials fins a edificis comercials, projectes d'energies renovables iCàrrega de vehicles elèctricsinfraestructura, el transformador adequat ajuda a traslladar l'energia elèctrica de manera segura i eficient d'un nivell de tensió a un altre.
A transformador de potència, transformador de distribució, transformador de tipus sec, otransformador muntat en coixinetpot semblar semblant al principi, però cadascun està dissenyat per a un entorn operatiu i una aplicació elèctrica diferents. Comprendre aquestes diferències fa que la selecció del transformador sigui molt més fàcil.
Aquesta guia explica els principals tipus de transformadors, les seves aplicacions, els mètodes de construcció i els factors que els enginyers i els equips de contractació haurien de tenir en compte a l'hora de triar un transformador.
Què és un transformador de potència?
A transformador de potènciaés un dispositiu elèctric que s'utilitza per transferir energia elèctrica entre circuits mentre canvia els nivells de tensió i corrent mitjançant inducció electromagnètica.
Els transformadors de potència s'instal·len habitualment en sistemes de transmissió i subestacions d'alta{0}}tensió. Estan dissenyats per a potències relativament altes i normalment estan optimitzats per a un funcionament eficient quan estan connectats a xarxes elèctriques.
Un sistema de transmissió típic pot utilitzar aintensificar el transformadora una central generadora per augmentar la tensió per a la transmissió a llarga-distància. A l'extrem receptor, atransformador de baixadaredueix la tensió a nivells adequats per a la distribució i els usuaris finals.
Depenent del projecte, un transformador de potència pot ser untransformador submergit en oliamb un canviador d'aixetes de-càrrega o baixa-càrrega, equips de refrigeració, casquilles, dispositius de protecció i accessoris de monitorització.
Transformador de potència versus transformador de distribució
Tot i que ambdós transformadors canvien de tensió, les seves condicions de funcionament i aplicacions són diferents.
| Característica | Transformador de potència | Transformador de distribució |
|---|---|---|
| Aplicació principal | Transmissió i subestacions | Distribució local d'energia |
| Ubicació típica | Centrals elèctriques i principals subestacions | Xarxes de serveis públics, edificis, zones industrials |
| Potència nominal | Generalment més alt | Generalment més baix |
| Operació de càrrega | Sovint dissenyat per una major càrrega i eficiència del sistema | Sovint s'alimenta contínuament |
| Tensió | Mitjana/alta/extra{0}}tensió | Tensió mitjana a baixa tensió |
| Construcció comuna | Submergit en oli | Tipus farcit d'oli o sec |
| Instal·lació | Subestació o instal·lació exterior | Pal, coixinet, subestació interior o compacta |
A transformador de distribuciógeneralment està més a prop del consumidor final d'electricitat. Redueix l'electricitat de mitjana-tensió a un subministrament de baixa-tensió utilitzable per a edificis, fàbriques, instal·lacions comercials i altres càrregues.
Què és un transformador trifàsic?
A transformador trifàsicestà dissenyat per a sistemes elèctrics-trifàsics. En lloc d'utilitzar tres transformadors monofàsics independents-, un transformador trifàsic pot integrar les tres fases en un conjunt de transformadors.
Els sistemes{0}}trifàsics s'utilitzen àmpliament en instal·lacions industrials, edificis comercials, serveis públics, centres de dades, projectes d'energies renovables i grans instal·lacions de càrrega de vehicles elèctrics.
A transformador de distribució trifàsicés especialment comú als sistemes de distribució de mitjana{0}}tensió. Les combinacions de tensió típiques depenen dels requisits de la xarxa local i del projecte, com ara la tensió primària de mitjana-tensió amb una tensió secundària de 400 V, 415 V, 480 V o 690 V.
L'especificació correcta del transformador depèn de:
Capacitat nominal
Tensió primària i secundària
Freqüència
Grup vectorial
Impedància
Nivell d'aïllament
Mètode de refrigeració
Entorn d'instal·lació
Eficiència requerida
Toca -canviar els requisits
Transformador de tipus sec
A transformador de tipus secutilitza aire o un altre sistema d'aïllament sòlid en lloc d'aïllament líquid. Com que no hi ha oli de transformador dins del sistema d'aïllament principal, sovint es consideren transformadors secs per a instal·lacions interiors i llocs on la reducció d'incendis relacionats amb líquids-o preocupacions ambientals és important.
Els transformadors de tipus sec s'utilitzen àmpliament en:
Edificis comercials
Hospitals
Centres de dades
Plantes industrials
Instal·lacions de metro i ferrocarril
Sistemes d'energies renovables
Instal·lacions subterrànies
Edificis{0}}de gran alçada
A Transformador de distribució tipus seces pot utilitzar per reduir la tensió mitjana a la baixa tensió alhora que proporciona una solució de manteniment compacta i relativament baix{0}}.
Transformador de resina fosa
A transformador de resina fosaés un tipus de transformador de tipus sec en el qual els bobinatges estan encapsulats amb resina epoxi. La resina proporciona aïllament elèctric i ajuda a protegir els bobinatges de la humitat, la pols i la contaminació ambiental.
Això fa que els transformadors de resina fosa siguin adequats per a entorns interiors i industrials exigents.
Transformador de bobina fosa
El termetransformador de bobina fosatambé s'utilitza per a transformadors de tipus-sec amb bobinatges-encapsulats de resina. Segons el fabricant i la terminologia regional, la bobina de fosa i la resina de fosa poden descriure mètodes de construcció de transformadors estretament relacionats.
Tanmateix, per a l'especificació d'un projecte, els enginyers haurien de comprovar la construcció exacta del bobinat, el sistema d'aïllament, la classe de temperatura, el mètode de refrigeració i els estàndards aplicables en lloc de confiar només en el nom del producte.
Transformador immers en oli i transformador ple d'oli
Antransformador submergit en oliutilitza líquid aïllant al voltant del nucli i bobinatges per a l'aïllament elèctric i la transferència de calor.
El termetransformador ple d'olitambé s'utilitza habitualment per descriure dissenys-de transformadors plens de líquid.
En comparació amb molts dissenys de tipus sec-, els transformadors plens d'oli- poden proporcionar una dissipació de calor eficaç i s'utilitzen àmpliament per a aplicacions de distribució exterior i subestacions.
Les aplicacions habituals inclouen:
Subestacions de serveis públics
Subestacions industrials
Projectes d'energies renovables
Distribució comercial
Generació d'energia
Gran infraestructura elèctrica
Els líquids aïllants moderns poden incloure oli mineral convencional, així com fluids alternatius seleccionats per requisits mediambientals, de seguretat{0}}d'incendis o de rendiment específics.
L'oli del transformador també necessita un seguiment i un manteniment adequats. Segons l'equip i les condicions de servei, les proves d'oli poden incloure rigidesa dielèctrica, humitat, acidesa, anàlisi de gas dissolt i altres mesures de diagnòstic.
Transformador muntat en coixinet
A transformador muntat en coixinetés un transformador a nivell de terra-instal·lat dins d'un recinte segur, normalment sobre una plataforma de formigó.
Els transformadors muntats en plaques-s'utilitzen habitualment quan les línies de distribució aèries se substitueixen per cables subterranis. Els cables de mitjana-tensió entren a la carcassa del transformador, el transformador redueix la tensió i els cables de baixa-tensió subministren el client o la instal·lació.
Les aplicacions típiques inclouen:
Promocions residencials
Edificis comercials
Centres comercials
Parcs industrials
Centres de dades
Projectes solars
Infraestructura de càrrega de vehicles elèctrics
Un transformador muntat en coixinet es pot dissenyar com un transformador ple d'oli i pot incorporar una construcció frontal-encara o activa-, segons l'aplicació i els requisits locals.
Transformador muntat en pal
A transformador muntat en pals'instal·la en un pal de subministrament i s'utilitza habitualment en sistemes de distribució elèctrica aèria.
El transformador redueix l'electricitat de mitjana-tensió d'un
línia de distribució aèria a una tensió inferior adequada per als clients.
Els transformadors muntats en pal-són particularment comuns a les xarxes de distribució residencials i rurals tradicionals perquè es poden instal·lar directament al llarg de la infraestructura aèria existent.
En comparació amb els equips muntats en coixinets, els transformadors muntats en pals-tenen requisits diferents de suport mecànic, espais lliures, protecció de la fauna salvatge, exposició a la intempèrie i accés al manteniment.
Transformador de Mitja Tensió
A transformador de mitjana tensióconnecta sistemes elèctrics de mitjana{0}}tensió amb altres nivells de tensió.
La definició exacta de mitjana tensió varia una mica entre els estàndards i els mercats, però els sistemes de distribució comuns inclouen tensions com ara 6 kV, 10 kV, 11 kV, 13,8 kV, 20 kV i 33 kV.
Els transformadors de mitjana-tensió s'utilitzen àmpliament en:
Distribució de serveis públics → Plantes industrials → Edificis comercials → Energies renovables → Infraestructures EV → Centres de dades
Un transformador de mitjana tensió pot ser d'oli o sec en funció de la capacitat, la ubicació de la instal·lació, els requisits de seguretat-incendis, les condicions ambientals i les especificacions del projecte.
Transformador d'alta tensió
A transformador d'alta tensióestà dissenyat per a sistemes que funcionen a nivells de tensió més alts i requereix un aïllament especialitzat, espais lliures, casquilles, proves i protecció.
Els transformadors d'alta tensió-s'instal·len habitualment a les subestacions de transmissió i a les grans infraestructures d'energia.
En una central generadora, un transformador pot funcionar com aintensificar el transformador, augmentant la tensió del generador abans que l'electricitat entri a la xarxa de transmissió. En una subestació de recepció o distribució, atransformador de baixadaredueix la tensió per a les etapes de distribució posteriors.
El disseny d'un transformador d'alta tensió- requereix una consideració acurada de la coordinació de l'aïllament, la resistència a l'impuls del llamp, la resistència a l'impuls de commutació, la resistència al curt-circuit, el refredament, el canvi de presa i la protecció del transformador.
Transformador de subestació
A transformador de la subestaciós'instal·la dins d'una subestació elèctrica a
transferència de potència entre diferents nivells de tensió.
Una xarxa elèctrica típica pot semblar així:
Generació d'energia → Transformador reductor → Transmissió d'alta-tensió → Subestació receptora → Transformador reductor → Xarxa de distribució → Clients
Els transformadors de subestació poden anar des d'equips de distribució de mida mitjana-a transformadors de potència molt grans utilitzats en xarxes de transmissió.
L'especificació final normalment la determina l'enginyer de servei o el projecte en funció de la tensió del sistema, la capacitat, el nivell de falla, el perfil de càrrega, la configuració de la xarxa i els requisits d'expansió futurs.
Subestació Unitat
A subestació de la unitatcombina components principals de la subestació en un conjunt integrat. Una disposició típica pot incloure una secció d'aparells de distribució de mitjana-tensió, un transformador i un equipament de distribució o de baixa-tensió.
Aquest enfocament pot simplificar la instal·lació i reduir la quantitat d'equips de camp separats necessaris.
Les subestacions unitats s'utilitzen freqüentment en:
Plantes de fabricació
Instal·lacions comercials
Centres de dades
Explotacions mineres
Projectes d'infraestructures
Grans edificis
Sistemes de distribució industrial
Per a aplicacions industrials, la subestació de la unitat es pot dissenyar segons els requisits de càrrega específics de la instal·lació en lloc de seleccionar el transformador per separat de la resta del sistema de distribució elèctrica.
Transformador de connexió a terra
A transformador de posada a terra, de vegades anomenat transformador de presa de terra, proporciona un punt neutre per als sistemes que d'altra manera no tenen una connexió de neutre adequada.
Es pot utilitzar per establir una referència de connexió a terra i proporcionar un camí controlat per al corrent de seqüència zero-durant falles a terra.
Els transformadors de connexió a terra s'utilitzen sovint en xarxes de mitjana-tensió, sistemes elèctrics industrials, plantes d'energies renovables i altres sistemes elèctrics on cal controlar acuradament les disposicions de connexió a terra.
El transformador de connexió a terra s'ha de seleccionar juntament amb el sistema de connexió a terra del projecte, l'esquema de protecció, els requisits actuals d'error-i l'equip de connexió a terra del neutre.
Transformador d'aïllament
Antransformador d'aïllamentproporciona aïllament elèctric entre els circuits primari i secundari mantenint la relació de voltatge requerida.
Els bobinatges primaris i secundaris estan separats elèctricament, cosa que pot ajudar a reduir la transferència directa de determinades pertorbacions entre circuits connectats.
Els transformadors d'aïllament s'utilitzen en aplicacions on la separació elèctrica és important, inclosos equips sensibles, sistemes de control industrial, instal·lacions mèdiques i fonts d'alimentació especialitzades.
Un transformador d'aïllament també es pot combinar amb blindatge o altres característiques de disseny quan el projecte requereix un control addicional del soroll elèctric o pertorbacions transitories.
Com triar el transformador adequat
La selecció del transformador hauria de començar pel sistema elèctric en lloc del nom del transformador.
Per als equips de contractació i els enginyers elèctrics, diverses especificacions són especialment importants.
| Paràmetre | Per què importa |
|---|---|
| Potència nominal | Determina quanta càrrega pot subministrar el transformador |
| Tensió primària | Ha de coincidir amb el sistema elèctric amunt |
| Tensió secundària | Ha de coincidir amb l'equip aigües avall |
| Freqüència | Normalment 50 Hz o 60 Hz segons el mercat |
| Fase | Monofàsica-o trifàsica- |
| Impedància | Influeix en la regulació del corrent de falla i de la tensió |
| Nivell d'aïllament | Important per a la tensió del sistema i les condicions transitòries |
| Refrigeració | Determina el rendiment tèrmic |
| Toqueu rang | Ajuda a compensar les variacions de tensió |
| Instal·lació | Interior, exterior, pal, coixinet o subestació |
| Temperatura ambient | Afecta el disseny tèrmic del transformador |
| Requisits de soroll | Important per a edificis i llocs sensibles |
| Eficiència | Afecta els costos de funcionament durant la vida útil del transformador |
| Normes aplicables | Assegura el compliment dels requisits del projecte |
L'elecció entre un transformador submergit en oli i un transformador de tipus sec, per exemple, hauria de tenir en compte molt més que el preu de compra.
Les condicions d'instal·lació, la protecció contra incendis, els requisits de manteniment, les normatives ambientals, la càrrega, l'espai disponible i el cost total de propietat poden influir en la decisió final.
Aplicacions de transformadors als sistemes d'alimentació moderns
Els transformadors actuals ja no es limiten a la distribució de serveis públics tradicional.
Es poden utilitzar grans instal·lacions industrialstransformadors trifàsicsi subestacions unitat per distribuir l'energia per les línies de producció. Els centres de dades poden requerir transformadors de resina fosa o de tipus sec-dissenyats amb càrregues elèctriques d'alta-densitat i requisits de fiabilitat estrictes.
Els projectes solars i eòlics solen utilitzar transformadors per augmentar la tensió de sortida abans que l'electricitat entri en un sistema de recollida o transmissió.
Els sistemes d'emmagatzematge d'energia de la bateria també requereixen solucions de transformadors dissenyades especialment.
La infraestructura de càrrega de vehicles elèctrics presenta una altra aplicació en creixement. Les estacions de recàrrega d'alta-potència poden crear càrregues elèctriques importants, la qual cosa fa que la distribució de tensió mitjana-i la capacitat del transformador siguin essencials.
En cada cas, la selecció del transformador ha de coincidir amb l'arquitectura elèctrica real en lloc de basar-se en un model estàndard sense revisar els requisits del projecte.
Per què és important la qualitat de fabricació de transformadors
El rendiment del transformador depèn de molts detalls que no sempre són visibles a la placa d'identificació.
El material del nucli i la construcció influeixen en les pèrdues sense -càrrega. El disseny de bobinatge afecta les pèrdues de càrrega, la resistència del curt-circuit i l'augment de la temperatura.
Els materials d'aïllament influeixen en el rendiment dielèctric i la vida útil. El dipòsit, el sistema de refrigeració, els buixos, el canviador d'aixetes, els dispositius de protecció i els accessoris contribueixen a la fiabilitat general.
Per tant, el control de qualitat de la fabricació és important des de la inspecció de les matèries primeres fins al muntatge i les proves finals.
Per als transformadors més grans, les proves de fàbrica poden incloure la resistència del bobinat, la relació de girs, la impedància, les proves dielèctriques, les proves d'augment de temperatura-, les mesures de sense-càrrega i pèrdua de càrrega- i altres proves requerides per les normes aplicables i les especificacions del projecte.
Fabricant de transformadors per a Global Power Projects
Jiangsu Yawei Transformer Co., Ltd.és un fabricant de transformadors que serveix aplicacions de serveis públics, industrials, d'energies renovables, comercials i d'infraestructures.
Yawei Transformer fabrica una àmplia gamma de productes de transformadors, inclosostransformadors de potència, transformadors de distribució, transformadors de tipus sec, transformadors submergits en oli, transformadors muntats en coixinets, transformadors de mitjana tensió, transformadors d'alta tensió, subestacions d'unitat i solucions de transformadors personalitzades.
Les configuracions del transformador es poden desenvolupar segons els requisits del projecte que cobreixen la tensió, la capacitat, el mètode de refrigeració, el sistema d'aïllament, l'entorn d'instal·lació, el grup de connexió, el canvi d'aixeta i els estàndards aplicables.
Per als contractistes d'EPC, els serveis públics, els contractistes elèctrics i els equips d'adquisició industrial, proporcionar l'especificació tècnica completa abans de la cotització pot ajudar a reduir els canvis de disseny i escurçar el procés de selecció d'equips-.
Pensaments finals
No hi ha un disseny de transformador únic que s'adapti a tots els sistemes elèctrics.
A transformador de potènciapot ser necessari per a una-subestació de transmissió d'alta tensió, mentre que atransformador de distribuciópot ser més adequat per a una xarxa de serveis públics local. Atransformador muntat en coixinetpot servir per a la distribució subterrània, mentre que atransformador muntat en pals'utilitza habitualment per a xarxes aèries. Els projectes d'interior poden especificar atransformador de tipus sec, inclòs atransformador de resina fosao disseny de bobina fosa.
Per a sistemes més grans, els enginyers poden necessitar untransformador de la subestació, subestació de la unitat, transformador de posada a terra, otransformador d'aïllamentcom a part d'una arquitectura de distribució elèctrica més completa.
El pas més important és fer coincidir el transformador amb la tensió real del sistema, el perfil de càrrega, l'entorn, el mètode d'instal·lació, els requisits de protecció i els estàndards aplicables.
Si busqueu un transformador per a un projecte de serveis públics, industrial, d'energia renovable, centre de dades, càrrega de vehicles elèctrics o comercial, proporcioneu la tensió, la capacitat, la freqüència, la fase, les condicions d'instal·lació i els estàndards tècnics necessaris. Un fabricant de transformadors pot desenvolupar una configuració i una cotització adequades al voltant dels requisits del projecte.
P: Quan aviat podeu lliurar el transformador?
R: Depèn de la quantitat i capacitat del transformador, normalment en el termini d'un mes des de la data de dibuix confirmada pel comprador.
P: Quant de temps podeu oferir la garantia de qualitat?
R: 24 mesos des que el transformador de data va funcionar.
P: Quin mètode de pagament accepteu?
R: Es prefereix T/T (transferència bancària), s'accepten tots dos L/C.
