Canwin è un'azienda professionale di trasformatori di potenza e produttore di trasformatori elettrici
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Canwin è un'azienda professionale di trasformatori di potenza e produttore di trasformatori elettrici
I componenti di base di un trasformatore
1. La composizione di base del trasformatore
La composizione di base dei grandi trasformatori di potenza è solitamente suddivisa nelle seguenti 7 parti:
1. La parte centrale 1 comprende una colonna, un giogo e un dispositivo di bloccaggio formato impilando lamiere di acciaio al silicio
2. La prima parte dell'avvolgimento include i fili conduttori di ciascun avvolgimento di fase e il relativo collegamento
3. Parte di isolamento - compreso l'isolamento di olio e carta tra ogni componente e il proprio
4. Parte del serbatoio del carburante: oltre al serbatoio del carburante stesso, include anche serbatoi di stoccaggio del carburante, staffe, ecc.
5. Sistema di raffreddamento - compreso il radiatore o il radiatore, la pompa dell'olio, la ventola, il collettore, ecc.
6. Strumenti di misura - inclusi termometri di segnale, trasformatori di corrente, indicatori di livello dell'olio, ecc.
7. Dispositivi di protezione: scaricatori di pressione, relè di gas, assorbitori di umidità, ecc.
Tra questi, le prime due parti possono anche essere chiamate la parte del circuito magnetico e la parte del circuito, che sono le parti di base.
Schema schematico dei componenti principali del trasformatore
Processo di produzione del trasformatore
Nucleo del trasformatore
Il contenuto principale dell'introduzione del nucleo del trasformatore è il taglio, l'impilamento, il fissaggio del nucleo del trasformatore e l'ultima tecnologia di impilamento per ridurre le perdite a vuoto.
2. Nucleo del trasformatore
Il nucleo è il componente base del trasformatore. È costituito da un conduttore magnetico e un dispositivo di bloccaggio. Ha due funzioni: in linea di principio, il conduttore magnetico del nucleo di ferro è il circuito magnetico del trasformatore, che converte l'energia elettrica del circuito primario in energia magnetica, e dalla propria energia magnetica nell'energia elettrica del circuito secondario , che è il mezzo di conversione dell'energia. Strutturalmente, il nucleo di ferro supporta tutti i componenti all'interno del trasformatore, come il corpo e i cavi.
Il nucleo di ferro del trasformatore è una struttura chiusa a forma di telaio. La parte della bobina è chiamata colonna centrale. La parte che non copre la bobina e svolge solo il ruolo di chiusura del circuito magnetico è chiamata gigante di ferro.
Tipi di anime di ferro
In base alla posizione relativa dell'avvolgimento e dell'anima di ferro, l'anima di ferro può essere suddivisa in due categorie: tipo di anima e tipo di conchiglia. Per il momento qui viene introdotto solo il nucleo di ferro a forma di cuore. Per i trasformatori monofase, il nucleo di ferro ha diverse forme strutturali, come due colonne e due colonne, una colonna a quattro colonne e due colonne a quattro colonne.
Per i trasformatori trifase, il nucleo di ferro ha diverse forme strutturali come due colonne e due colonne (trifase a tre colonne), tre colonne e quattro colonne (trifase a cinque colonne). La scelta della struttura centrale è determinata in base a fattori globali come la disposizione ragionevole dei vari avvolgimenti, il risparmio di materiale e il rispetto dell'altezza di trasporto. Il bypass può ridurre la quinta e la settima onda nel flusso di dispersione e nella corrente di magnetizzazione.
Nastro di acciaio elettrico (lamiera di acciaio al silicio):
Il materiale utilizzato per il conduttore magnetico del nucleo di ferro è un nastro di acciaio elettrico ad alto contenuto di silicio, noto anche come lamiera di acciaio al silicio.
Esistono due tipi di lamiere di acciaio al silicio: laminati a freddo e laminati a caldo, di cui le lamiere di acciaio al silicio laminate a freddo sono divise in due tipi: non orientate e orientate-
Le proprietà magnetiche delle lamiere di acciaio al silicio laminate a caldo sono scarse, la densità del flusso magnetico può raggiungere solo 1,5 T e la perdita dell'unità è troppo grande, quindi non viene più utilizzata. La lamiera di acciaio al silicio a grani orientati laminata a freddo ha un'evidente direzionalità, un'elevata densità magnetica di saturazione, una piccola perdita di unità e una capacità di eccitazione unitaria ed è attualmente ampiamente utilizzata.
Lo spessore della lamiera di acciaio al silicio a grani orientati laminati a freddo ha diverse specifiche, come 0,35 mm, 0,3 mm, 0,27 mm, 0,23 mm, ecc. Quello comunemente usato è 0,3 mm e sta diventando sempre più piccolo, e il suo lo scopo principale è ridurre le perdite trasversali a vuoto.
·Attualmente, le principali aree di produzione di lamiere di acciaio al silicio sono Giappone, Europa occidentale, Russia, Corea del Sud e Wuhan Iron and Steel nazionale.
Le specifiche delle lamiere di acciaio al silicio a grani orientati laminate a freddo sono principalmente rappresentate dallo spessore e dalla perdita unitaria (W/kg) quando la densità del flusso magnetico a 50Hz è 1,7T, ad esempio:
· Lamiera di acciaio al silicio di nuova concezione che utilizza l'irradiazione laser e la tecnologia dell'incisione meccanica
Taglio della lamiera di acciaio al silicio del nucleo del trasformatore:
Quando il materiale in lamiera di acciaio al silicio entra in fabbrica, si tratta di una bobina con una larghezza di circa 1000 mm. Deve essere tagliato nella forma richiesta da speciali attrezzature di taglio (come il filo tedesco Georger). La bava di taglio di ogni foglio non deve essere maggiore di 0,02 mm.
Impilamento di anime di ferro:
●Poiché la bobina del trasformatore del tipo a nucleo è circolare, anche la sezione della colonna del nucleo dovrebbe essere circolare, ma è difficile da fabbricare e antieconomica, quindi è trasformata in un tipo a gradini (tipo cilindrico graduato). Ogni passaggio forma un rettangolo e il limite esterno si trova sullo stesso circumcircle. Il numero dei passaggi ha un certo limite, che va considerato in modo completo in base ai benefici economici.
●Quando i nuclei di ferro sono impilati, la colonna del nucleo e le parti del nucleo di ferro del giogo di ferro vengono lappate insieme alternativamente da uno o più pezzi, in modo che i giunti di testa degli strati superiore e inferiore delle lamiere di acciaio al silicio siano alternativamente sfalsati e coprano l'un l'altro. La corrente di eccitazione e le perdite a vuoto vengono ridotte migliorando la resistenza.
Giunto a sovrapposizione del nucleo di ferro:
·Attualmente, il nucleo del trasformatore adotta la forma del giunto obliquo completo, ovvero la giunzione della colonna del nucleo e del giogo di ferro è di 45°. Questa forma del giunto è completamente adatta per le caratteristiche della lamiera di acciaio al silicio orientato ad alta permeabilità magnetica comunemente usata attualmente. Rendi il circuito magnetico il più coerente possibile.
·Per i grandi nuclei dei trasformatori con giunti a taglio vivo, l'impilamento viene generalmente eseguito sotto forma di giunti a due stadi. Al fine di migliorare ulteriormente le caratteristiche a vuoto del nucleo del trasformatore, viene formata una forma di giunzione a più livelli del nucleo, ovvero il nucleo StepLap.
Nell'anima laminata, le giunture delle lamiere di acciaio al silicio sono sfalsate. Quando il flusso magnetico di un determinato pezzo incontra il traferro in corrispondenza della giunzione, la resistenza magnetica del traferro è diverse migliaia di volte quella della lamiera di acciaio al silicio. La maggior parte del flusso passa attraverso le lamiere di acciaio al silicio adiacenti che fanno da ponte su questo giunto. Il flusso magnetico originale dei lamierini ai giunti a ponte e i flussi magnetici a ponte sono sovrapposti. La densità può raggiungere la saturazione, in modo che la perdita a vuoto e la corrente a vuoto nell'area del giunto (cioè, locale) aumentino bruscamente, in modo che la perdita a vuoto complessiva aumenti.
Step lap è una nuova tecnologia di laminazione adottata quest'anno, che può migliorare la densità magnetica della lamiera di acciaio al silicio nell'area del giunto, riducendo così efficacemente la perdita a vuoto e il rumore della parte centrale.
Isolamento centrale:
L'isolamento del nucleo di ferro ha un impatto diretto sulla qualità del prodotto del nucleo del trasformatore. L'isolamento dell'anima in ferro può essere suddiviso in due parti: l'isolamento tra le lastre e l'isolamento tra i lamierini e le parti strutturali.
L'isolamento tra i trucioli si ottiene principalmente attraverso due aspetti: uno è il rivestimento sulla superficie del foglio laminato, e l'altro è quello di posizionare uno strato di cartone isolante con un certo spessore in ciascuna pila durante il processo di accatastamento, che agisce anche come canale dell'olio di dissipazione del calore.
Nel trasformatore di grande capacità, per fare in modo che il calore generato nel nucleo di ferro possa essere assorbito dall'olio del trasformatore in circolazione, sono presenti passaggi per l'olio di raffreddamento nella colonna del nucleo in ferro e nel giogo. I passaggi dell'olio possono essere perforati da lamiere di acciaio al silicio in lastre ondulate o sono costituiti da barre di acciaio saldate su lamiere di acciaio al silicio. Per i nuclei dei trasformatori con giunti obliqui completi, al fine di ridurre le perdite, vengono utilizzate lamelle in materiale non metallico per separare i canali dell'olio.
Messa a terra del nucleo di ferro:
Durante il funzionamento del trasformatore, a causa delle diverse posizioni del nucleo di ferro e delle sue strutture metalliche nel campo elettrico, anche i potenziali generati sono diversi. Quando la differenza di potenziale tra i due punti raggiunge un certo valore, si verifica un fenomeno di scarica. Come risultato della scarica, l'olio del trasformatore verrà decomposto o l'isolamento solido verrà danneggiato. Per evitare questo fenomeno, l'anima in ferro e le sue parti strutturali metalliche devono essere efficacemente messe a terra.
Accessori per nucleo di ferro
Seconda parte. Avvolgimento del trasformatore
Il contenuto principale della parte dell'avvolgimento del trasformatore è il metodo di avvolgimento e filo dell'avvolgimento del trasformatore.
La bobina è il circuito elettrico dell'energia elettrica in ingresso e in uscita del trasformatore ed è il componente di base del trasformatore. Le bobine devono essere progettate per soddisfare i seguenti requisiti di base:
1. Forza elettrica
Tensione di tenuta all'impulso di fulmine
Tensione di tenuta ad impulso di esercizio
Tensione di tenuta alla frequenza di rete
2. resistenza al calore
Sotto il calore generato dalla corrente di lavoro a lungo termine, la durata dell'isolamento della bobina non deve essere inferiore a 20 anni.
Nelle condizioni operative del trasformatore, si verifica un cortocircuito improvviso a qualsiasi estremità della linea e la bobina dovrebbe essere in grado di resistere al calore generato dalla corrente di cortocircuito senza danni.
3. Resistenza meccanica
tipo di bobina;
Il tipo di bobina viene selezionato principalmente in base alla capacità di rilassamento come la tensione della bobina e considera anche la rigidità elettrica, la resistenza meccanica, la dissipazione del calore e la fattibilità del processo di fabbricazione. La scelta della struttura della bobina non è unica e talvolta ci sono diverse forme strutturali tra cui scegliere. Questo è anche legato alle abitudini tradizionali di vari produttori di trasformatori.
Le bobine del trasformatore possono essere approssimativamente suddivise in due tipi: tipo a strati e tipo a torta. Le bobine a perno possono essere suddivise in tipi strutturali a spirale, continui, aggrovigliati, aggrovigliati continui, interni schermati continui e sfalsati.
Filo della bobina:
Il filo dell'avvolgimento può essere suddiviso in rame e alluminio in base ai diversi materiali conduttori, filo tondo e filo piatto in base alla forma del conduttore, carta, vernice e filo di vetro in base al materiale isolante. I trasformatori di potenza utilizzano solitamente una corda di acciaio piatto avvolta nella carta.
Il filo di acciaio piatto ricoperto di carta può essere suddiviso in filo normale ricoperto di carta, filo combinato, filo trasposto e altri tipi. Secondo la resistenza alla trazione del filo di acciaio, può essere diviso in filo ordinario (00,≤120Mpa), filo di rame semiduro (120Mpa<00.2≤210Mpa). Tra questi, c'è anche un filo di trasposizione autoadesivo nel filo di trasposizione, ovvero un unico filo piatto nel filo di trasposizione è rivestito con uno strato di resina epossidica (lo spessore del film di vernice su entrambi i lati è
0,06 ± 0,02 mm), lo scopo è quello di incollare insieme tutti i fili piccoli dopo che il film di vernice è stato polimerizzato termicamente, in modo da migliorare la resistenza al cortocircuito della bobina. Allo stato attuale, è stato applicato l'ultimo cavo di trasposizione del pacchetto netto e sono state introdotte anche linee di produzione di trasformazione corrispondenti in Cina.
I fili degli avvolgimenti possono essere suddivisi in rame e alluminio in base ai diversi materiali conduttori, fili tondi e piatti in base alla forma dei conduttori e fili di carta, vernice e vetro in base ai materiali isolanti. I trasformatori di potenza utilizzano solitamente rame piatto avvolto in carta. Corda.
Il filo di rame piatto ricoperto di carta può essere suddiviso in filo normale ricoperto di carta, filo combinato, filo trasposto e altri tipi. In base alla resistenza alla trazione del filo di rame, può essere diviso in filo ordinario (02≤120Mpa), filo di rame semiduro (120Mpa<00, ≤210Mpa). Tra questi, c'è anche un filo di trasposizione autoadesivo nel filo di trasposizione, ovvero un unico filo piatto nel filo di trasposizione è rivestito con uno strato di resina epossidica (lo spessore del film di vernice su entrambi i lati è 0,06±0,02 mm), lo scopo è quello di riscaldare la pellicola di vernice. Dopo l'indurimento, incollare insieme tutti i fili piccoli per aumentare la resistenza al cortocircuito della bobina. Allo stato attuale, è stato applicato l'ultimo cavo di trasposizione del pacchetto netto e sono state introdotte anche linee di produzione di trasformazione corrispondenti in Cina.
Gli avvolgimenti sono generalmente divisi in due tipi: tipo di livello e tipo a torta.
Le spire dell'avvolgimento sono disposte e avvolte continuamente lungo la direzione assiale, chiamata avvolgimento a strati. Ogni strato è come un cilindro. Avvolgimento a botte.
Le spire dell'avvolgimento sono avvolte continuamente in direzione radiale per formare una forma a torta (segmento) e l'avvolgimento composto da molti biscotti disposti in direzione assiale è chiamato avvolgimento a torta. Compresi avvolgimenti capacitivi continui, aggrovigliati e inseriti.
Forme di avvolgimento comuni:
Gli avvolgimenti comuni sono cilindrici, a spirale, continui e aggrovigliati.
L'avvolgimento cilindrico è il tipo più semplice ed è generalmente costituito da uno o più avvolgimenti. Durante l'avvolgimento, viene avvolto di un giro vicino a un giro lungo l'asse dello stampo del filo, simile a una molla elicoidale avvolta strettamente circolare. È caratterizzato da avvolgimento semplice, buona fattura, buona dissipazione del calore dei passaggi dell'olio tra gli strati, ma superfici di appoggio terminali ridotte e scarsa resistenza meccanica.
L'avvolgimento a spirale è realizzato in filo piatto e le spire non sono vicine tra loro, ma sono separate da una certa distanza (canale dell'olio) con distanziali isolanti, come una molla elicoidale tesa. Il vantaggio è che il processo di avvolgimento è semplice e c'è un canale dell'olio di dissipazione del calore, ma l'avvolgimento con un gran numero di giri non è adatto.
Il tipo a spirale è costituito da più fili avvolti in parallelo sulla camera d'aria del pneumatico rigido, che può essere avvolto in un tipo a elica singola e può essere avvolto in un tipo a doppia elica oa quattro eliche quando ci sono più fili paralleli. Quando più fili sono collegati in parallelo, i fili devono essere trasposti, altrimenti ci sarà una corrente circolante a causa della lunghezza disuguale dei fili.
L'avvolgimento continuo è composto da uno o più fili piatti che vengono continuamente avvolti in una pluralità di segmenti di filo a forma di torta sul cilindro isolante o sui montanti dello stampo del filo attraverso un processo speciale. I vantaggi sono un'elevata resistenza meccanica e buone prestazioni di dissipazione del calore. Ma il processo di avvolgimento è più complicato.
La connessione tra la torta di filo continuo e la torta di filo avviene alternativamente all'interno e all'esterno dell'avvolgimento, quindi fintanto che la lunghezza del filo è sufficiente, può essere avvolto in un avvolgimento continuo senza giunti di saldatura.
L'avvolgimento capacitivo inserito è formato inserendo un filo (filo schermato) con una capacità longitudinale tra le spire all'interno del lato esterno della torta di filo di avvolgimento continuo. La torta di filo inserita e il numero di spire inserite possono essere determinati in base alla capacità richiesta. Il filo schermato non ha La corrente di lavoro viene fatta passare, quindi di solito vengono utilizzati fili molto sottili.
L'avvolgimento capacitivo inserito adotta un avvolgimento continuo, che può ridurre un gran numero di punti di saldatura rispetto all'avvolgimento aggrovigliato e il numero di giri del filo di schermatura inserito può essere regolato liberamente, in modo che la capacità longitudinale possa essere regolata secondo necessità. Attualmente, è ampiamente utilizzato negli avvolgimenti dei trasformatori di 110 kV e oltre di grandi trasformatori.
trasposizione del filo
Quando la corrente del trasformatore è elevata, le spire della bobina sono composte da più fili paralleli. Se non vengono prese misure, il filo vicino all'asse centrale è corto e il filo lontano dall'asse centrale è lungo. A causa della diversa lunghezza e posizione del filo nel campo magnetico, la resistenza e la reattanza induttiva del filo sono sbilanciate e si provoca la distribuzione di corrente tra i conduttori. sbilanciato. Per garantire che la corrente sia distribuita uniformemente lungo i conduttori e ridurre le perdite aggiuntive, i conduttori di parallelo devono essere in posizione di commutazione, denominata "trasposizione".
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