Quale ha una durata maggiore, un trasformatore a secco o un trasformatore immerso in olio?

Nel sistema energetico, i trasformatori sono considerati il ​​"cuore" e sono apparecchiature chiave indispensabili. Tra questi, i trasformatori a secco e i trasformatori immersi in olio sono i due tipi più comuni. La sua durata è direttamente correlata alla stabilità e al ritorno sull'investimento del sistema di alimentazione. Molti utenti saranno preoccupati per una domanda quando scelgono un trasformatore: quale ha una durata più lunga, un trasformatore a secco o un trasformatore immerso in olio?

La risposta è: in normali condizioni di progettazione, funzionamento e manutenzione, la vita teorica dei trasformatori in olio è solitamente più lunga di quella dei trasformatori a secco. Ma questo non è assoluto. La durata effettiva dipende dal sistema di isolamento, dal metodo di dissipazione del calore, dall'ambiente operativo e dal livello di manutenzione.

Successivamente, le caratteristiche di vita di questi due trasformatori verranno analizzate in dettaglio dagli aspetti dei principi di progettazione, dell'ambiente di lavoro, dei requisiti di manutenzione, ecc.

I. Differenze nel principio di funzionamento e nella struttura

• Trasformatore di tipo a secco: si basa sull'aria o su materiali isolanti solidi (come la resina epossidica) per l'isolamento e la dissipazione del calore. Non contiene liquidi infiammabili. Di solito viene utilizzato in interni o in luoghi con elevati requisiti di protezione antincendio.

• Trasformatore immerso nell'olio: utilizzo di olio isolante (come olio minerale) come isolantelazione e il mezzo di raffreddamento, ha un'elevata efficienza di dissipazione del calore, ma esiste il rischio di perdite di olio e infiammabilità. Viene utilizzato principalmente all'aperto o in grandi sottostazioni.

II. Analisi dei fattori che influenzano la durata della vita

(1) Invecchiamento dell'isolamento

• Trasformatore di tipo a secco: materiali isolanti (come la resina epossidica. Una volta che la resina epossidica sviluppa microfessure dovute all'espansione e alla contrazione termica, le prestazioni di isolamento sono difficili da recuperare dopo l'ingresso di umidità), è facile invecchiare se esposta a calore, umidità o inquinamento per lungo tempo e la sua durata è fortemente influenzata dalla temperatura e dall'umidità ambiente.

• Trasformatore in olio:

La carta isolante è stata immersa nell'olio per lungo tempo e ha forti capacità di resistenza all'umidità e all'ossidazione. L'olio isolante si deteriorerà gradualmente sotto l'azione dell'alta temperatura e dell'ossigeno, ma l'invecchiamento può essere ritardato mediante filtraggio regolare o cambio dell'olio.

(2) Dissipazione del calore e aumento della temperatura

• Trasformatore di tipo a secco: si basa sul raffreddamento ad aria naturale o sul raffreddamento ad aria forzata tramite ventola e l'efficienza di dissipazione del calore è molto inferiore rispetto al raffreddamento ad olio. La capacità di dissipazione del calore è scarsa e il funzionamento in sovraccarico a lungo termine può facilmente portare al surriscaldamento dell'isolamento e ridurne la durata.

• Trasformatore immerso nell'olio: si basa su olio minerale o olio isolante estere sintetico per diffondere la dissipazione del calore con alta efficienza, conduttività termica molto più elevata dell'aria, forte capacità di resistere a sovraccarichi a breve termine e buon controllo dell'aumento della temperatura.

(3) Adattabilità ambientale

• Trasformatore di tipo a secco: teme l'umidità e la polvere, adatto per ambienti interni puliti e asciutti.

• Trasformatore immerso nell'olio: ha un elevato livello di protezione e può adattarsi ad ambienti esterni umidi e inquinati, ma le perdite d'olio possono inquinare l'ambiente.

III. Confronto di vita tipica

• Trasformatore di tipo a secco: in un ambiente ideale (temperatura e umidità controllate, senza sovraccarico), la vita prevista è generalmente di 20-30 anni. La vita reale è significativamente influenzata dai livelli di manutenzione.

• Trasformatore immerso in olio: la durata di progetto tipica può solitamente raggiungere i 20-30 anni e, in condizioni di funzionamento e manutenzione standard, può raggiungere i 30-40 anni o anche di più. Molti trasformatori in olio che sono in funzione da più di 50 anni sono ancora in uso, ma richiedono una manutenzione regolare (come test dell'olio, ispezione delle tenute).

IV. Manutenzione e costi

• Trasformatori a secco: la manutenzione è semplice e non è necessario maneggiare olio isolante, ma è importante che gli isolanti siano puliti e protetti dall'umidità. Quando l'isolamento è seriamente invecchiato, spesso può essere sostituito solo integralmente.

• Trasformatore immerso nell'olio: la qualità dell'olio, le condizioni di tenuta e delle boccole devono essere monitorate regolarmente e i costi di manutenzione sono elevati, ma una buona manutenzione può prolungarne notevolmente la durata. Non è raro che le vecchie sottostazioni immerse nell’olio continuino a funzionare per 10-15 anni dopo la trasformazione tecnica.

V. Variabili chiave che influenzano la durata della vita effettiva

Oltre alle differenze strutturali, a parità di condizioni la vita dei trasformatori in olio è solitamente più lunga di quella dei trasformatori a secco. Questo perché la dissipazione del calore e la stabilità dell'isolamento dell'olio isolante sono migliori di quelle dei materiali solidi e la struttura immersa nell'olio non è sensibile agli influssi ambientali. Tuttavia, la durata effettiva dipende da una varietà di fattori:

1. Tasso di carico e condizioni di sovraccarico

Il funzionamento a lungo termine superiore all'80% - 90% della capacità nominale ridurrà notevolmente la durata di entrambi i trasformatori.

2. Condizioni ambientali operative

• Deterioramento dell'immersione in olio: ambienti sotterranei umidi e chimicamente corrosivi accelerano l'invecchiamento delle guarnizioni e il deterioramento della qualità dell'olio.

• Trasformatore a secco: polvere, nebbia salina e ambienti ad alta umidità possono facilmente portare alla dispersione superficiale e al degrado dell'isolamento.

3. Livello di manutenzione

• Modifiche all'immersione in olio: test regolari dell'olio, ispezioni delle guarnizioni e manutenzione del sistema di raffreddamento sono fondamentali.

• Trasformatore di tipo a secco: l'attenzione è rivolta alla pulizia e alla rimozione della polvere, alla manutenzione della ventola di controllo della temperatura e alla ventilazione ambientale.

VI. Come scegliere?

Quando si sceglie un trasformatore, la durata è solo uno dei fattori e deve essere considerata in modo completo:

Scegli il tipo a bagno d'olio, che è più adatto per:

• Scenari che richiedono funzionamento continuo a lungo termine, carico pesante e installazione esterna;

• Progetti che richiedono un lungo periodo di ritorno dell'investimento (>20 anni);

• Utenti che dispongono di un team professionale di funzionamento e manutenzione e possono accettare una manutenzione regolare.

Scegli il cambiatipo a secco, che è più adatto per:

• Elevati requisiti di protezione antincendio, installato all'interno o in aree densamente popolate;

• Richiede manutenzione esente, basso rischio di incendio, rispetto dell'ambiente e assenza di olio;

• Il carico è relativamente stabile e non funziona in condizioni di sovraccarico estremo.

VII. Conclusione

In sintesi, i trasformatori immersi in olio durano più a lungo con una manutenzione ideale, ma i trasformatori a secco possono anche fornire stabilità a lungo termine in ambienti specifici. Gli utenti dovrebbero fare le scelte in base alle esigenze effettive, alle condizioni ambientali e alle capacità di manutenzione, e insistere su ispezioni e manutenzioni regolari per prolungare realmente la durata di servizio del trasformatore. Nei progetti reali, invece di confrontare semplicemente la durata di vita, è meglio concentrarsi su: se il modello è selezionato in base alle condizioni di lavoro effettive + se è stabilito un sistema di funzionamento e manutenzione standardizzato.

Questo è il motivo per cui sempre più progetti condurranno la valutazione del ciclo di vita del trasformatore (LCA) nella fase iniziale, anziché limitarsi a considerare il prezzo iniziale.