عند استخدام الكهرباء ، من الضروري تغيير الجهد من مستوى إلى آخر. تؤدي المحولات من النوع الجاف (المعروف أيضًا باسم التبريد بالهواء) هذه الوظيفة بأمان وكفاءة عالية بحيث يتم استخدامها على نطاق واسع للتركيبات الداخلية في المباني العامة والسكنية حيث تعتبر الأنواع الأخرى من هذه الأجهزة محفوفة بالمخاطر.
أنواع المحولات: سائل و جاف
بشكل أساسي ، هناك نوعان مختلفان من هذا الجهاز: سائل معزول ومبرد (نوع سائل) ومبرد هواء أو غاز غازي (نوع جاف).
بالنسبة للمحولات من النوع الأول ، يمكن أن يكون وسيط التبريد عبارة عن زيت معدني عادي. كما تستخدم مواد أخرى ، مثل الهيدروكربونات المثبطة للهب وسوائل السيليكون. تحتوي هذه المحولات على قلب ولفائف مغمورة في خزان وسط سائل ، والذي يعمل كعازل ومبرد.
القوة الجافة الأكثر شيوعًاتحتوي المحولات على ملفات مملوءة براتنج الإيبوكسي ، والذي يعمل بمثابة عازل. يحمي الموصلات من الغبار والتآكل الجوي. ومع ذلك ، نظرًا لأن قوالب صب الملف تستخدم فقط بأبعاد ثابتة ، فهناك مجال أقل للتغيير في تصميم هذه الأجهزة. في النطاق الذي يشيع استخدامه في إمدادات الطاقة للمؤسسات الصناعية الصغيرة ، وكذلك المباني العامة والسكنية ، تكرر المحولات من النوع الجاف تمامًا نطاق قدرات نظيراتها السائلة.
المعلمات الرئيسية
اللحظة الأكثر أهمية في تشغيل الأجهزة المعنية هي ضمان نظام درجة حرارة اللفات. للمساعدة في اختيار أو شراء جهاز من النوع الجاف لتزويد الطاقة للكائنات المختلفة ، سننظر في العديد من المعلمات التشغيلية الأساسية:
- الطاقة ، كيلو فولت أمبير.
- الفولطية الأولية والثانوية المقدرة.
- التبديد الحراري لنظام العزل هو مجموع درجة الحرارة المحيطة القصوى + متوسط ارتفاع درجة الحرارة في اللفات + الفرق بين متوسط ارتفاع درجة الحرارة في اللفات وأعلى درجة حرارة فيها.
- النواة والملفات - الأضرار المحتملة للقلب أو تراكم التشوهات (موصلات النحاس أو الألومنيوم) هي مصدر قلق خاص.
هناك أنواع هيكلية مختلفة من المحولات ، يتم تحديدها بشكل أساسي بالطرق المستخدمة لعزل ملفاتها. من بينها معروفة: التشريب بالفراغ ، التغليف ولفائف الصب. دعونا ننظر في كل منهم على حدة.
عزل التشريب الفراغي (VPI)
هذه التقنية تخلق طلاء ورنيش على الموصلات عن طريق تبديل الضغط ودورات التفريغ. تستخدم عملية VPI راتنجات البوليستر. إنه يزود الموصلات بطلاء ورنيش أفضل من الغمس التقليدي. ثم توضع الملفات المطلية بها في الفرن حيث يتم الخبز. هم أكثر مقاومة لتصريفات كورونا. كيف يبدو مثل هذا المحول؟ تم نشر صورته أدناه.
تغليف الفراغ (VPE)
هذه الطريقة عادة ما تتفوق على عملية VPI. تتم إضافة العديد من الإنخفاضات أثناء عملية التصنيع لتغليف الملف ، وبعد ذلك يتم تحميص الطلاء في الفرن. توفر هذه المحولات حماية أفضل ضد البيئات العدوانية والرطبة من نظيراتها في VPI. كيف يبدو مثل هذا المحول؟ صورته معروضة أدناه.
تغليف (ختم)
المحولات المغلفة هي أجهزة تقليدية ذات ملفات مطلية بمركبات السيليكون أو راتنجات الايبوكسي ومغلقة بالكامل في غلاف ثقيل. تملأ عملية التصنيع اللفات براتنج إيبوكسي كثيف عالي القوة عازلة للكهرباء ، مما يحمي المحول من جميع البيئات.
لفائف مصبوبة (في إيبوكسي مكثف مصبوب)
تحتوي هذه الأجهزة على ملفات مغلفة بالإيبوكسي أثناء عملية التشكيل. تمتلئ بالكامل بالراتنج تحت تأثيرفراغ
كل طريقة عزل متعرجة مناسبة بشكل خاص لبيئات معينة. من المهم جدًا معرفة المكان الأفضل لاستخدام أنواع الأجهزة المناسبة. على سبيل المثال ، تكلف محولات الراتينج المصبوب الجاف حوالي 50٪ أكثر من منتجات VPE أو VPI. وبالتالي ، فإن اختيار نوع معين من الأجهزة يمكن أن يؤثر بشكل كبير على التكلفة الإجمالية للمشروع.
توصيات للاختيار
عندما تكون المقاومة المتزايدة لتفريغ الإكليل (أي التفريغ الكهربائي الناتج عن شدة المجال التي تتجاوز قوة العزل الكهربائي للعزل) مطلوبة ، عندما لا تكون هناك حاجة إلى زيادة القوة الميكانيكية للملفات ، يجب استخدام محول من النوع VPI
استخدمها مع ملفات الصب عند الحاجة إلى مزيد من القوة والحماية ، كما هو الحال في البيئات القاسية مثل مصانع العمليات الكيميائية ومصانع مواد البناء والتركيبات الخارجية. تشمل البيئات العدوانية المواد التي يمكن أن تؤثر سلبًا على لفات المحولات الأخرى من النوع الجاف ، بما في ذلك الأملاح والغبار والغازات المسببة للتآكل والرطوبة وجزيئات المعادن.
بالإضافة إلى ذلك ، تحسنت لفائف الراتينج المصبوب القدرة على تحمل الأحمال الزائدة قصيرة المدى والمتكررة الشائعة في العديد من عمليات التصنيع.
غالبًا ما يتعين على المهندس الاختيار بين الراتنج المصبوب أو نوع VPI / VPE للتطبيقات الهامة والبيئات القاسية. يعتبر النوع الأول هو الأفضل بشكل عام. بعض الشركات المصنعةومع ذلك ، يُشار إلى أن عازل الراتينج المصبوب يحد من عمر المحولات. معامل التمدد الحراري لراتنج الايبوكسي أقل من معامل التمدد النحاسي. يمكن أن يؤدي التمدد والانكماش الدوري مع تسخين الملفات وتبريدها في النهاية إلى تكسير الراتنج. ويلاحظ أيضًا أن المحولات من نوع VPI يمكنها التعامل بشكل أفضل مع هذه العمليات وبالتالي تستمر لفترة أطول. في النهاية يعود الاختيار النهائي لمهندس الطاقة
سائل مقابل جاف
تميل المحولات المملوءة بالسائل إلى أن تكون أكثر كفاءة من المحولات الجافة ، لذلك تتمتع بعمر خدمة أطول. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر السائل وسيلة أكثر كفاءة لتبريد المناطق المحلية ذات درجة الحرارة المرتفعة في اللفات. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع الأجهزة المملوءة بالسائل بقدرة أفضل على التحميل الزائد.
وهكذا ، فإن محول النوع الجاف 1000 KVA بنصف الحمل له مستوى خسارة حوالي 8 kW ، وعند الحمل الكامل حوالي 16 kW. في نفس الوقت ، نفس "الألف" ، لكن السائل ، به حوالي نصف النفايات. يتكبد النفط "ألفان" عند نصف الحمولة خسائر قدرها 8 كيلوواط ، وعند التحميل الكامل - 16 كيلو واط. يتميز نظيره الجاف بتكاليف 13 و 26.5 كيلو واط ، على التوالي. هذا يعني أن المحولات من النوع الجاف هي التي تحمل الصدارة المشكوك فيها من حيث الخسائر. وفي نفس الوقت يكون سعرها أعلى من سعرها السائل.
نظرًا للتبريد الأكثر كثافة للملفات ، فإن الأجهزة السائلة لها أبعاد أصغر (عمق وعرض) من الأجهزة الجافة بنفس الطاقة. ممكنالتأثير على المنطقة المطلوبة من المحولات الفرعية (خاصة المحولات المدمجة) ، وبالتالي تكلفة المنشأة بأكملها. لذلك ، يبلغ عمق محول النوع الجاف النموذجي 1000 كيلو فولت أمبير 1.6 متر ، وعرضه 2.44 مترًا. وفي نفس الوقت ، يبلغ عرض محول الزيت المماثل عند عمق قريب حوالي 1.5 مترًا. ولكن هذا النوع ، مع ذلك ، له عدد من العيوب.
على سبيل المثال ، تعتبر الحماية من الحرائق أكثر أهمية للمحولات السائلة عند استخدام سائل تبريد قابل للاشتعال. صحيح أن المحولات الجافة يمكن أن تشتعل أيضًا. قد ينفجر جهاز من النوع السائل الذي يساء استخدامه.
اعتمادًا على ظروف التشغيل ، قد تتطلب المنتجات المملوءة بالسائل وعاء تقطير لتجميع أي تسرب لسائل التبريد.
ربما عند اختيار المحولات ، يكون الانتقال من التفضيل الواضح للنوع الجاف إلى النوع السائل بين 500 كيلو فولت أمبير و 2.5 ميجا فولت أمبير ، ويفضل استخدام النوع الأول إلى الحد الأدنى من النطاق ، والنوع الثاني فوقه.
عامل مهم في اختيار النوع هو موقع تركيب المحول ، مثل داخل مبنى إداري أو خارجه ، وكذلك خدمة الأحمال الصناعية.
المحولات من النوع الجاف التي تزيد عن 5 ميجا فولت أمبير متاحة بسهولة ، لكن العديد منها مملوءة بالسائل. بالنسبة للتثبيت الخارجي ، فإن هذا النوع هو السائد أيضًا.
بضع كلمات عن التهوية
عندما يكون المحول مجهزًا بمروحة منفاخ ، يمكن زيادة الحمل بشكل كبير. لذلك ، من أجل اللفات المصبوبيمكن أن ترفع هذه الوظيفة سعة التحميل المستمرة حتى 50٪ فوق الحمل الاسمي. بالنسبة لأنواع VPE أو VPI ، يمكن أن تصل الزيادة في الطاقة في هذه الحالة إلى 33٪.
على سبيل المثال ، تزداد قوة المحول المصبوب القياسي بقدرة 3000 كيلو فولت أمبير ، عند تجهيزه بمروحة منفاخ ، إلى 4500 كيلو فولت أمبير (بنسبة 50٪). في نفس الوقت ، نوع 2500 كيلو فولت أمبير VPE أو VPI مع مروحة سيرفعه إلى 3.333 كيلو فولت أمبير (بنسبة 33٪).
ومع ذلك ، يجب أن تأخذ في الاعتبار دائمًا أن وجود منفاخ يقلل من الموثوقية الكلية للنظام. إذا فشلت المروحة عند التشغيل بالنفخ تحت حمولة أعلى من التصنيف ، فهناك خطر حقيقي لوقوع حادث خطير ، ونتيجة لذلك يمكن أن تفقد المحول بأكمله.
وماذا عن السوق الروسي؟
من الجدير بالذكر أنه في السنوات الأخيرة في روسيا كان هناك اتجاه ثابت لتكرار تجربة أوروبا ، حيث ما يصل إلى 90 ٪ من جميع المحولات المثبتة حديثًا من النوع الجاف. يتفاعل السوق وفقًا لذلك. يوجد اليوم في الاتحاد الروسي عروض لمثل هذه الأجهزة من مجموعتين من الشركات المصنعة. أولها يشمل العلامات التجارية الروسية والإيطالية والصينية والكورية. في الأساس ، يتم تقديم نظائرها البناءة للعلامات التجارية الروسية المعروفة: TSZ ، TSL ، TSGL. كم تكلفة هذا المحول الجاف؟ يتراوح سعر "الألف" النموذجي من 900 ألف روبل إلى مليون روبل.
المجموعة الثانية تضم منتجين ألمان وفرنسيين. أنها توفر درجات من سلسلة DTTH ، GDNN ، GDHN. كم سيكلف هذا المحول المستورد؟ سعر نفس "الألف" سيكون من 1.5 إلى 2 مليون روبل.
