Was ist der Unterschied zwischen Öltransformatoren und Trockentransformatoren?

Transformatoren spielen im gesamten Stromnetz eine wichtige Rolle. Sie sind leistungsstark und vielseitig und erfüllen zahlreiche Funktionen, darunter Spannungsumwandlung, Energieübertragung und stabiler Netzbetrieb. Transformatoren in Ölbad und Trockentransformatoren sind die gängigsten und am weitesten verbreiteten Typen, die derzeit in großen Kraftwerken und städtischen Verteilungssystemen zu finden sind.

Mit dem Trend zu intelligenten, umweltfreundlichen und energieeffizienten Stromnetzen sind Öltransformatoren und Trockentransformatoren die bevorzugte Wahl geworden. Dieser Artikel befasst sich mit den Unterschieden zwischen Öltransformatoren und Trockentransformatoren und hilft Ihnen, Fehler bei der Auswahl, beim Vergleich und bei der Anwendung zu vermeiden und ihre Unterschiede und ihren Wert wirklich zu verstehen.

Was ist ein in Öl getauchter Transformator?

Eine Öltransformator ist ein Leistungstransformator, der Isolieröl sowohl als Isolier- als auch als Kühlmedium verwendet. Seine internen Komponenten bestehen in erster Linie aus einem Eisenkern, Wicklungen, Isolationsstruktur, Öltank und Zubehör. Während des Betriebs erzeugt der Strom, der durch die Wicklungen fließt, Wärme. Das Isolieröl sorgt nicht nur für die elektrische Isolierung, sondern leitet die Wärme auch ab, indem es sie durch natürliche Konvektion oder Zirkulation abführt und so für einen stabilen Betrieb sorgt.

Öltransformatoren sind eine ausgereifte Technologie mit einer langen Geschichte der Anwendung. Sie sind derzeit der weltweit am häufigsten eingesetzte Transformatorentyp und spielen eine unersetzliche Rolle in Mittel-, Hochspannungs- und Hochleistungsstromnetzen.

Was ist ein Trocken-Transformator?

Trocken-Transformatoren verwenden Luft oder andere feste Isoliermaterialien zur Kühlung und Isolierung anstelle von flüssigem Isolieröl. Zu den üblichen Strukturen gehören Epoxidharz-Guss- und VPI-Isolierung (Vakuum-Druck-Imprägnierung).

Trockentransformatoren haben kein Ölmedium, so dass die Risiken von Ölleckagen, Verbrennungen und Umweltverschmutzung ausgeschlossen sind. Sie sind umweltfreundlicher und sicherer und eignen sich daher besonders für den Einsatz in öffentlichen Gebäuden, unterirdischen Räumen und dicht besiedelten Gebieten. Ihr Nachteil ist ihre relativ begrenzte Kapazität und Spannung. Dank des technologischen Fortschritts wird die Leistung von Trockentransformatoren jedoch immer besser, so dass ihre Marktanwendung allmählich zunimmt.

Typen von ölgefüllten und trockenen Transformatoren

1. ölgefüllte Transformatoren Typen

Konventionell in Öl getaucht: Verlassen sich auf die natürliche Ölzirkulation zur Wärmeableitung.

Vollständig versiegelt: Verhindert den Kontakt des Öls mit der Luft und minimiert den Ölabbau.

Erzwungene Ölzirkulation mit Luftkühlung: Geeignet für Geräte mit großem Fassungsvermögen, die eine schnellere Wärmeableitung ermöglichen.

Erzwungener Ölumlauf mit Wasserkühlung: Wird in Ultra-Hochleistungsanwendungen eingesetzt, z. B. in UHV-Stromnetzen.

2. Trockentransformator Typen

Epoxidharz-Guss: Die Wicklungen sind vollständig in Harz eingegossen und dadurch feuchtigkeits- und staubbeständig.

VPI-Vakuum-Druck-Imprägnierung: Die Durchlässigkeit des Harzes wird erhöht, was zu einer besseren Isolierung führt.

Nicht gekapselt: Gekühlt durch Luftkonvektion, geeignet für Anwendungen mit weniger strengen Umweltanforderungen.

Größenbereich und Designmerkmale

Die Größe von Transformatoren variiert je nach Kapazität, Spannungsniveau und Kühlmethode erheblich.

In Öl getauchte Transformatoren: Sie sind in der Regel größer, benötigen einen Öltank, Kühlrohre oder einen Heizkörper und nehmen eine größere Stellfläche ein. Die Kapazitäten reichen von einigen zehn Kilovolt-Ampere bis zu Hunderten von Megavolt-Ampere.

Trocken-Transformatoren: Da sie ohne Öltank auskommen, sind sie kompakter und eignen sich für Inneninstallationen, bei denen der Platz begrenzt ist. Ihre Kapazitäten reichen jedoch im Allgemeinen von einigen hundert Kilovoltampere bis zu einigen zehn Megavoltampere.

Trockentransformatoren bieten erhebliche Vorteile in beengten Installationsumgebungen, während ölgefüllte Transformatoren für die Übertragung und Verteilung hoher Leistungen wirtschaftlicher und zuverlässiger sind.

Vor- und Nachteile von ölgetränkten Transformatoren und Trockentransformatoren

1. ölgefüllter Transformator

Vorteile:

Ausgezeichnete Wärmeableitung: Transformatorenöl leitet die Wärme effektiv ab und eignet sich daher für Anwendungen mit großer Kapazität und hoher Spannung.

Ausgezeichnete elektrische Leistung: Öl hat eine hohe Durchschlagsfestigkeit, was die Spannungsfestigkeit des Geräts insgesamt verbessert.

Lange Nutzungsdauer: Bei ordnungsgemäßer Wartung kann es 20-30 Jahre lang stabil arbeiten.

Starke Überlastfähigkeit: Die Ölkühlung ist effizient und ermöglicht eine gute Anpassungsfähigkeit an Netzlastschwankungen.

Breiter Leistungsbereich: Geeignet für sehr große Kapazitäten (von Hunderten von kVA bis zu Hunderten von MVA).

Benachteiligungen:

Gefahr von Ölaustritt und Feuer: Isolieröl ist ein brennbares Medium, das während des Betriebs ein potenzielles Umweltverschmutzungsrisiko darstellt.

Große Abmessungen und hohes Gewicht: Erfordert einen großen Installationsraum.

Hohe Wartungsanforderungen: Die Ölqualität muss regelmäßig geprüft werden, um Alterung und Feuchtigkeit zu vermeiden.

Nicht geeignet für Innenräume oder überfüllte Bereiche: Meistens im Freien oder in unabhängigen Umspannwerken installiert.

2. Trockentransformator

Vorteile:

Sicher und umweltfreundlich: Die ölfreie Konstruktion eliminiert das Risiko von Ölaustritt, Feuer und Umweltverschmutzung.

Flexible Installation: Kann direkt in Innenräumen, in Kellern oder in Hochhäusern installiert werden. Einfache Wartung: Praktisch wartungsfrei, kein regelmäßiger Ölwechsel erforderlich.

Hervorragende Kurzschluss-Stoßfestigkeit: Die Gießharzstruktur kann erheblichen elektrischen und mechanischen Belastungen standhalten.

Hohe Feuerbeständigkeit: Epoxidharz ist selbstverlöschend und eignet sich daher für Standorte mit strengen Brandschutzanforderungen.

Benachteiligungen:

Schlechte Wärmeableitung: Der Wirkungsgrad der Luftkühlung ist gering, so dass sie für den Betrieb mit hoher Kapazität und hohen Strömen nicht geeignet ist.

Relativ lautes Betriebsgeräusch: Dies kann sich negativ auf ruhige Umgebungen auswirken.

Begrenzte Kapazität: In der Regel unter 2500kVA verwendet.

Höhere Kosten: Die Herstellungs- und Anschaffungskosten sind höher als bei in Öl getauchten Typen.

Erhebliche Beeinflussung durch die Umwelt: Die Dämmleistung kann bei hoher Luftfeuchtigkeit nachlassen.

Warum werden ölgefüllte Transformatoren und Trockentransformatoren verwendet?

In Öl getauchte Transformatoren haben die folgenden Vorteile: hohe Zuverlässigkeit, große Kapazität, lange Lebensdauer und hohe Kosteneffizienz.

Trockentransformatoren haben die folgenden Vorteile: Sicherheit, Umweltschutz, ausgezeichnete Feuerbeständigkeit und Eignung für dicht besiedelte Gebiete.

Verschiedene Arten von Transformatoren decken den Strombedarf für unterschiedliche Szenarien, was ein wesentlicher Grund dafür ist, dass beide lange Zeit nebeneinander bestehen können.

Vergleich der Anwendungen von ölgefüllten und trockenen Transformatoren

1. in Öl getauchte Transformatoren Anwendungen

Großkraftwerke und Umspannwerke

Hochspannungs-Übertragungsnetze

Stromverteilung im Freien für Industrie- und Bergbauunternehmen

Neue Energiestandorte wie Windkraftanlagen und Fotovoltaik-Kraftwerke

2. Trockentransformator Anwendungen

Geschäftskomplexe und Bürogebäude

Öffentliche Einrichtungen wie Krankenhäuser, Schulen und U-Bahnen

Hochhäuser und Wohngebiete

Rechenzentren und Werkstätten für die Elektronikfertigung

Es zeigt sich, dass ölgefüllte Transformatoren eher für Außenanwendungen mit hoher Leistung geeignet sind, während Trockentransformatoren eher für sicherheitskritische Innenanwendungen geeignet sind.

Verwendung eines Megohmmeters zur Messung des Isolationsverhaltens von in Öl getauchten und trockenen Transformatoren？

1. In Öl getauchter Transformator

Trennen Sie die Stromzufuhr und vergewissern Sie sich, dass der Transformator vollständig entladen ist. Wählen Sie ein Megohmmeter mit einer geeigneten Spannung (normalerweise 500 V oder 1000 V).

Prüfen Sie den Isolationswiderstand der Hoch- und Niederspannungswicklungen gegen Erde und zwischen den Wicklungen.

Notieren Sie die Isolationswerte und vergleichen Sie sie mit einer Norm.

2. Trockentransformator

Trennen Sie außerdem die Stromzufuhr und sorgen Sie für die Entladung.

Verwenden Sie ein Megohmmeter, um die Isolierung zwischen den Wicklungen und der Erde sowie zwischen den Wicklungen zu prüfen.

Trockentransformatoren haben im Allgemeinen einen höheren Isolationswiderstand. Achten Sie bei der Messung auf die Auswirkungen von Temperatur und Feuchtigkeit.

Wie wählt man einen in Öl getauchten oder trockenen Transformator aus？?

Je nach Kapazitätsbedarf: In Öl getauchte Transformatoren werden für große Kapazitäten bevorzugt, während Trockentransformatoren für kleine Kapazitäten bevorzugt werden.

Je nach Installationsumgebung: Ölgetränkte Transformatoren werden bevorzugt im Freien und Trockentransformatoren in Innenräumen eingesetzt.

Auf der Grundlage von Sicherheitsanforderungen: Trockentransformatoren werden in dicht besiedelten Gebieten bevorzugt.

Je nach Budget: In Öl getauchte Transformatoren sind preiswerter, während Trockentransformatoren teurer sind.

Basierend auf Lebensdauer und Wartung: In Öl getauchte Transformatoren haben eine längere Lebensdauer, erfordern aber eine Wartung der Ölqualität. Trockentransformatoren sind einfacher zu warten, haben aber eine etwas kürzere Lebensdauer.

Hauptunterschiede zwischen ölgefüllten und trockenen Transformatoren

Methode der Kühlung: Öl vs. Luft

Dämmstoff: Isolieröl vs. Festharz/Luft

Installationsumgebung: Draußen vs. Drinnen

Wartungsmethode: Überprüfung der Ölqualität vs. einfache Reinigung

Nutzungsdauer: In Öl getauchte Transformatoren haben im Allgemeinen eine längere Lebensdauer

Vergleichende Analyse von in Öl getauchten und trockenen Transformatoren

Empfehlungen für die Verwendung

Industrieunternehmen und Stromnetzbetreiber: Wir empfehlen Öltransformatoren aufgrund ihrer wirtschaftlichen Effizienz und ihres stabilen Betriebs.

Krankenhäuser, Einkaufszentren, U-Bahnen, usw.: Wir empfehlen Trockentransformatoren aufgrund ihrer Sicherheit und ihres Umweltschutzes.

High-End-Rechenzentren: Wählen Sie geräuscharme, umweltfreundliche Trockentransformatoren.

Analyse der Marktgröße

Anmerkung：Dies ist ein Liniendiagramm des Marktanteils von Öltransformatoren und Trockentransformatoren von 2018 bis 2024. Es ist deutlich zu erkennen, dass der Anteil der Öltransformatoren von Jahr zu Jahr abnimmt, während der Anteil der Trockentransformatoren allmählich steigt. Der Markttrend geht in Richtung umweltfreundlicher und sicherer Trockentransformatoren.

Globaler Markt: Bis zum Jahr 2030 wird der Weltmarkt für Transformatoren voraussichtlich mehr als $40 Milliarden US-Dollar betragen, wobei auf Öltransformatoren etwa 60% und auf Trockentransformatoren etwa 40% entfallen, wobei sich der Abstand allmählich verringert.

Chinesischer Markt: Als größter Stromverbraucher der Welt dominieren in Öl getauchte Transformatoren immer noch den chinesischen Markt, aber die Nachfrage nach Trockentransformatoren nimmt im Zuge der Urbanisierung, intelligenter Gebäude und des Schienenverkehrs rasch zu.

Zukünftige Entwicklungstrends

Hocheffizient und energiesparend: Anwendung von verlustarmen Siliziumstahlblechen und neuen Kernen.

Umweltverträgliche Materialien: Ersetzen Sie Mineralöl durch Pflanzenöl-Isolierung.

Intelligente Überwachung: Ausgestattet mit Sensoren und dem Internet der Dinge zur Zustandsüberwachung.

Markt-Optimierung: Der Anteil der Trockentransformatoren nimmt von Jahr zu Jahr zu und passt sich der grünen Stadtentwicklung an.

Schlussfolgerung

Öltransformatoren und Trockentransformatoren unterscheiden sich voneinander und haben jeweils eindeutige Vor- und Nachteile. Öltransformatoren eignen sich für Hochspannungsübertragungs- und -verteilungssysteme mit hoher Kapazität im Freien, während Trockentransformatoren eher für Innenanwendungen mit höheren Sicherheitsanforderungen geeignet sind.

Mit dem zunehmenden Trend zu Umweltschutz und intelligenter Technologie wächst der Markt für Trockentransformatoren rasch und wird auf dem Verbrauchermarkt immer beliebter. Dennoch spielen ölgefüllte Transformatoren nach wie vor eine wichtige Rolle in den Backbone-Netzen und bei großen Energieprojekten. Sie ergänzen sich gegenseitig und tragen gemeinsam zum sicheren und stabilen Betrieb der globalen Stromnetze bei.