Visos žinios apie „galios transformatorių“ yra čia, labai išsamios, surinkite jas ir išmokite!

Transformatoriaus pagrindinių komponentų schema

Transformatorių gamybos procesas

Transformatoriaus šerdis

Pagrindinis transformatoriaus šerdies įvedimo turinys yra transformatoriaus šerdies pjovimas, sudėjimas į krūvį, tvirtinimas ir naujausios sudėjimo technologijos, siekiant sumažinti nuostolius be apkrovos.

2. Transformatoriaus šerdis

Šerdis yra pagrindinis transformatoriaus komponentas. Ją sudaro magnetinis laidininkas ir spaustukas. Ji atlieka dvi funkcijas: iš principo geležinės šerdies magnetinis laidininkas yra transformatoriaus magnetinė grandinė, kuri pirminės grandinės elektros energiją paverčia magnetine energija, o savo magnetinę energiją – antrinės grandinės, kuri yra energijos konversijos terpė, elektros energija. Struktūriškai geležinė šerdis laiko visus transformatoriaus viduje esančius komponentus, tokius kaip korpusas ir laidai.

Transformatoriaus geležinė šerdis yra rėmo formos uždara konstrukcija. Ritės dalis vadinama šerdies stulpeliu. Dalis, kuri nedengia ritės ir atlieka tik magnetinės grandinės uždarymo vaidmenį, vadinama geležiniu milžinu.

Geležies šerdžių tipai

Pagal apvijos ir geležinės šerdies santykinę padėtį geležinę šerdį galima suskirstyti į dvi kategorijas: šerdies ir apvalkalo tipo. Kol kas čia pristatoma tik širdies tipo geležinė šerdis. Vienfazių transformatorių geležinė šerdis gali būti kelių struktūrinių formų, tokių kaip dviejų ir dviejų kolonų, vienos kolonos ir keturių kolonų bei dviejų kolonų ir keturių kolonų.

Trifazių transformatorių geležinė šerdis gali būti kelių struktūrinių formų, tokių kaip dviejų ir dviejų kolonų (trifazis trijų kolonų), trijų ir keturių kolonų (trifazis penkių kolonų). Šerdies struktūros pasirinkimas priklauso nuo tokių visapusiškų veiksnių kaip tinkamas įvairių apvijų išdėstymas, medžiagų taupymas ir transportavimo aukščio atitikimas. Apėjimas gali sumažinti penktąją ir septintąją nuotėkio srauto ir magnetizavimo srovės bangas.

Elektrotechninė plieno juosta (silicio plieno lakštas):

Geležies šerdies magnetinio laidininko medžiaga yra elektrotechninė plieno juosta su dideliu silicio kiekiu, dar vadinama silicio plieno lakštu.

Yra dviejų tipų silicio plieno lakštai: šaltojo valcavimo ir karštojo valcavimo, iš kurių šaltojo valcavimo silicio plieno lakštai skirstomi į du tipus: neorientuotus ir orientuotus.

Karštai valcuotų silicio plieno lakštų magnetinės savybės yra prastos, magnetinio srauto tankis gali siekti tik 1,5 T, o vienetiniai nuostoliai yra per dideli, todėl jie nebenaudojami. Šaltai valcuoti grūdėtai orientuoti silicio plieno lakštai pasižymi akivaizdžia kryptingumu, dideliu prisotinimo magnetiniu tankiu, mažais vienetiniais nuostoliais ir vienetine sužadinimo galia, todėl šiuo metu yra plačiai naudojami.

Šalto valcavimo grūdėtumo silicio plieno lakštų storis turi keletą specifikacijų, tokių kaip 0,35 mm, 0,3 mm, 0,27 mm, 0,23 mm ir kt. Dažniausiai naudojamas storis yra 0,3 mm, ir jis tampa vis mažesnis, o jo pagrindinis tikslas yra sumažinti skersinius nuostolius be apkrovos.

· Šiuo metu pagrindinės silicio plieno lakštų gamybos sritys yra Japonija, Vakarų Europa, Rusija, Pietų Korėja ir vietinė Uhano geležies ir plieno įmonė.

Šalto valcavimo grūdėtumo silicio plieno lakštų specifikacijas daugiausia apibūdina storis ir vienetiniai nuostoliai (W/kg), kai 50 Hz magnetinio srauto tankis yra 1,7 T, pavyzdžiui:

· Naujai sukurtas silicio plieno lakštas, naudojant lazerio spinduliuotę ir mechaninio graviravimo technologiją

Transformatoriaus šerdies silicio plieno lakšto kirpimas:

Į gamyklą patenka maždaug 1000 mm pločio silicio plieno lakštai, kurie specialia kirpimo įranga (pvz., vokiška „Georger“ viela) supjaustomi į reikiamą formą. Kiekvieno lakšto kirpimo šerpetojimas neturi būti didesnis nei 0,02 mm.

Geležies šerdžių klojimas:

●Kadangi transformatoriaus su šerdimi ritė yra apskritimo formos, šerdies kolonėlės skerspjūvis taip pat turėtų būti apskritimo formos, tačiau tai sunku pagaminti ir neekonomiška, todėl gaminama laiptuota (graduota cilindrinė). Kiekviena pakopa sudaro stačiakampį, o išorinė riba yra tame pačiame apskritime. Pakopų skaičius turi tam tikrą ribą, kurią reikia visapusiškai apsvarstyti atsižvelgiant į ekonominę naudą.

● Kai geležinės šerdys sukraunamos, šerdies kolona ir geležinės jungo geležinės šerdies dalys pakaitomis persidengia viena ar keliomis dalimis, kad viršutinio ir apatinio silicio plieno lakštų sluoksnių jungtys būtų pakaitomis išdėstytos laiptais ir viena kitą uždengtų. Sumažėja sužadinimo srovė ir tuščiosios eigos nuostoliai, kartu pagerinant stiprumą.

Geležies šerdies gabalo perdengimo jungtis:

· Šiuo metu transformatoriaus šerdis yra visiškai įstrižos jungties formos, t. y. šerdies stulpelio ir geležies jungties jungtis yra 45° kampu. Ši jungties forma visiškai atitinka šiuo metu dažniausiai naudojamo didelio magnetinio pralaidumo orientuoto silicio plieno lakšto charakteristikas. Magnetinė grandinė turi būti kuo nuoseklesnė.

·Didelėms transformatorių šerdims su pilnais kampiniais sujungimais, krūvos paprastai atliekamos dviejų pakopų jungčių pavidalu. Siekiant dar labiau pagerinti transformatoriaus šerdies charakteristikas be apkrovos, suformuojama daugiapakopė šerdies siūlė, t. y. „StepLap“ šerdis.

Laminuotoje šerdyje silicio plieno lakštų siūlės yra išdėstytos laiptuotai. Kai tam tikros detalės magnetinis srautas susiduria su oro tarpu siūlėje, oro tarpo magnetinė varža yra kelis tūkstančius kartų didesnė nei silicio plieno lakšto. Didžioji srauto dalis praeina per gretimus silicio plieno lakštus, kurie jungia šią jungtį. Pradinis jungiamųjų jungčių laminatų magnetinis srautas ir jungiamųjų jungčių magnetiniai srautai yra persidengę. Tankis gali pasiekti soties lygį, todėl jungties srityje (t. y. vietinėje) tuščiosios veikos nuostoliai ir tuščiosios veikos srovė smarkiai padidėja, todėl padidėja bendri tuščiosios veikos nuostoliai.

„Step lap“ – tai nauja laminavimo technologija, priimta šiais metais, kuri gali pagerinti silicio plieno lakšto magnetinį tankį jungties srityje, taip efektyviai sumažinant pagrindinės dalies nuostolius be apkrovos ir triukšmą.

Šerdies izoliacija:

Geležinės šerdies izoliacija turi tiesioginės įtakos transformatoriaus šerdies gaminio kokybei. Geležinės šerdies izoliaciją galima suskirstyti į dvi dalis: izoliaciją tarp lakštų ir izoliaciją tarp laminatų ir konstrukcinių dalių.

Tarpinių lustų izoliacija daugiausia pasiekiama dviem aspektais: vienas yra laminuoto lakšto paviršiaus danga, o kitas - kiekvienoje krūvoje krūvos metu įdedamas tam tikro storio izoliacinio kartono sluoksnis, kuris taip pat veikia kaip šilumos išsklaidymo alyvos kanalas.

Didelės talpos transformatoriuose, siekiant, kad geležies šerdyje susidariusią šilumą cirkuliuojanti transformatoriaus alyva pašalintų, geležies šerdies kolonoje ir junge yra aušinimo alyvos kanalai. Alyvos kanalai gali būti išpjauti iš silicio plieno lakštų į gofruotas plokštes arba sudaryti iš plieninių strypų, suvirintų prie silicio plieno lakštų. Transformatorių šerdims su visomis įstrižomis jungtimis, siekiant sumažinti nuostolius, alyvos kanalams atskirti naudojamos nemetalinės medžiagos plokštės.

Geležies šerdies įžeminimas:

Transformatoriaus veikimo metu, dėl skirtingų geležies šerdies ir jos metalinių konstrukcijų padėčių elektriniame lauke, susidarantys potencialai taip pat skiriasi. Kai potencialų skirtumas tarp dviejų taškų pasiekia tam tikrą vertę, įvyksta išlydžio reiškinys. Dėl išlydžio transformatoriaus alyva suirs arba bus pažeista kietoji izoliacija. Siekiant išvengti šio reiškinio, geležies šerdis ir jos metalinės konstrukcinės dalys turi būti efektyviai įžemintos.

Geležinių šerdies priedai

II dalis. Transformatoriaus apvija

Pagrindinis transformatoriaus apvijos dalies turinys yra transformatoriaus apvijos viela ir apvijos metodas.

Ritė yra transformatoriaus įėjimo ir išėjimo elektros energijos elektros grandinė ir yra pagrindinis transformatoriaus komponentas. Ritės turi būti suprojektuotos taip, kad atitiktų šiuos pagrindinius reikalavimus:

1. Elektrinė stipris

Žaibo impulso atlaikymo įtampa

Darbinė impulsinė įtampa

Maitinimo dažnio atlaikymo įtampa

2. atsparumas karščiui

Dėl ilgalaikės darbinės srovės susidarančios šilumos ritės izoliacijos tarnavimo laikas neturėtų būti trumpesnis nei 20 metų.

Transformatoriui veikiant, bet kuriame linijos gale staiga įvyksta trumpasis jungimas, o ritė turi atlaikyti trumpojo jungimo srovės sukeltą šilumą be pažeidimų.

3. Mechaninis stiprumas

ritės tipas;

Ritės tipas daugiausia parenkamas pagal relaksacijos pajėgumą, pvz., ritės įtampą, taip pat atsižvelgiant į elektrinį stiprumą, mechaninį stiprumą, šilumos išsklaidymą ir gamybos proceso įgyvendinamumą. Ritės struktūros pasirinkimas nėra unikalus, kartais galima rinktis iš kelių konstrukcinių formų. Tai taip pat susiję su tradiciniais įvairių transformatorių gamintojų įpročiais.

Transformatoriaus rites galima suskirstyti į du tipus: sluoksniuotąsias ir torto tipo. Smeigtines rites galima suskirstyti į spiralines, ištisines, susipynusias, susipynusias ištisines, vidiniu ekranu ištisines ir laiptuotos konstrukcijos rites.

Ritės viela:

Apvijų laidus galima suskirstyti į varinius ir aliuminio laidus pagal skirtingas laidininkų medžiagas, apvalius ir plokščius laidus pagal laidininko formą, popierinius, dažytus ir stiklinius laidus pagal izoliacinę medžiagą. Galios transformatoriuose paprastai naudojama popieriumi apvyniota plokščia plieninė viela.

Popieriumi dengtą plokščią plieninę vielą galima suskirstyti į paprastą popieriumi dengtą vielą, kombinuotą vielą, perkeltą vielą ir kitus tipus. Pagal plieninės vielos tempiamąjį stiprumą ją galima suskirstyti į paprastą vielą (00, ≤120 MPa) ir pusiau kietą varinę vielą (120 MPa <00,2 ≤210 MPa). Tarp jų taip pat yra lipni perkėlimo viela perkėlimo vieloje, t. y. viena plokščia viela perkėlimo vieloje yra padengta epoksidinės dervos sluoksniu (dažų plėvelės storis iš abiejų pusių yra

0,06 ± 0,02 mm), tikslas – sujungti visus mažus laidus po to, kai dažų plėvelė yra termiškai sukietėjusi, siekiant pagerinti ritės trumpojo jungimo stiprumą. Šiuo metu naudojama naujausia tinklinio paketo perkėlimo viela, o atitinkamos perdirbimo gamybos linijos taip pat įdiegtos Kinijoje.

Apvijų laidus galima suskirstyti į varinius ir aliumininius pagal skirtingas laidininkų medžiagas, apvalius ir plokščius laidus pagal laidininkų formas, o popierines, dažytas ir stiklines vielas – pagal izoliacines medžiagas. Galios transformatoriuose paprastai naudojami popieriumi apvynioti plokščii variniai laidai.

Popieriumi dengtą plokščią varinę vielą galima suskirstyti į paprastą popieriumi dengtą vielą, kombinuotą vielą, perkeltą vielą ir kitus tipus. Pagal varinės vielos tempiamąjį stiprumą ją galima suskirstyti į paprastą vielą (02≤120Mpa), pusiau kietą varinę vielą (120Mpa<00, ≤210Mpa). Tarp jų taip pat yra lipni perkėlimo viela, t. y. viena plokščia perkėlimo vielos viela yra padengta epoksidinės dervos sluoksniu (dažų plėvelės storis abiejose pusėse yra 0,06±0,02 mm), kurios paskirtis – įkaitinti dažų plėvelę. Po sukietėjimo visos mažos vielos suklijuojamos, kad padidėtų ritės trumpojo jungimo stiprumas. Šiuo metu naudojama naujausia tinklinio paketo perkėlimo viela, o Kinijoje taip pat įdiegtos atitinkamos perdirbimo gamybos linijos.

Apvijos paprastai skirstomos į du tipus: sluoksnio tipo ir pyrago tipo.

Apvijos vijai yra išdėstyti ir suvynioti ištisai ašine kryptimi, tai vadinama sluoksniuota apvija. Kiekvienas sluoksnis yra tarsi cilindras. Statinės apvija.

Apvijos vijos radialine kryptimi nuolat vyniojamos pyrago (segmento) forma, o apvija, sudaryta iš daugelio ašine kryptimi išdėstytų sausainių, vadinama pyrago apvija. Tai apima ištisines, susipynusias ir įterptines talpines apvijas.

Įprastos apvijų formos:

Įprastos apvijos yra cilindrinės, spiralinės, ištisinės ir susipynusios.

Cilindrinė apvija yra paprasčiausias tipas ir paprastai sudaryta iš vienos ar kelių apvijų. Apvyniojant ji suvyniojama vienu apvijos ilgiu arti vieno apvijos išilgai vielos formos ašies, panašiai kaip apskrita, sandariai suvyniota spiralinė spyruoklė. Jai būdingas paprastas apvijos tipas, geras gamybos procesas, geras šilumos išsklaidymas tarp sluoksnių esančių alyvos kanalų, tačiau maži galiniai atraminiai paviršiai ir prastas mechaninis stiprumas.

Spiralinė apvija pagaminta iš plokščios vielos, o vijimai nėra arti vienas kito, o yra atskirti tam tikru atstumu (alyvos kanalu) izoliaciniais tarpikliais, kaip ištempta spyruoklė. Privalumas yra tas, kad vyniojimo procesas yra paprastas ir yra šilumos išsklaidymo alyvos kanalas, tačiau apvija su dideliu vijų skaičiumi netinka.

Spiralinio tipo laidą sudaro keli lygiagrečiai ant kietos padangos kameros suvynioti laidai, kurie gali būti suvynioti į vieną spiralę, o kai lygiagrečių laidų yra daugiau, – į dvigubą arba keturių spiralių laidą. Kai lygiagrečiai sujungti keli laidai, laidai turi būti sukeisti vietomis, kitaip dėl nevienodo laidų ilgio susidarys cirkuliacinė srovė.

Nuolatinė apvija sudaryta iš vieno ar kelių plokščių laidų, kurie specialiu būdu ant izoliacinio cilindro arba vielos formos atramų yra nuolat suvynioti į kelis pyrago formos vielos segmentus. Privalumai yra didelis mechaninis stiprumas ir geras šilumos išsklaidymo efektyvumas. Tačiau apvijos procesas yra sudėtingesnis.

Ištisinio vielinio torto ir vielinio torto jungtis pakaitomis yra apvijos vidinėje ir išorinėje pusėje, todėl, jei vielos ilgis yra pakankamas, ją galima suvynioti į ištisinę apviją be litavimo jungčių.

Įterpiama talpinė apvija suformuojama įterpiant laidą (ekranuotą laidą) su išilgine talpa tarp vijų ištisinės apvijos vielos torto išorinėje pusėje. Įterptą vielos tortą ir įterptų vijų skaičių galima nustatyti pagal reikiamą talpą. Ekranuotas laidas neturi Darbinė srovė praleidžiama per jį, todėl paprastai naudojami labai ploni laidai.

Įdėta talpinė apvija yra ištisinė, todėl, palyginti su susipynusia apvija, suvirinimo taškų skaičius gali būti daug mažesnis, o įdėtos ekranuojančios vielos vijų skaičius gali būti laisvai reguliuojamas, todėl išilginę talpą galima reguliuoti pagal poreikį. Šiuo metu ji plačiai naudojama didelių transformatorių apvijose nuo 110 kV.

vielos perkėlimas

Kai transformatoriaus srovė didelė, ritės vijos sudarytos iš daugybės lygiagrečių laidų. Jei nesiimama jokių priemonių, laidas prie centrinės ašies yra trumpas, o toli nuo centrinės ašies – ilgas. Dėl skirtingo laido ilgio ir padėties magnetiniame lauke laido varža ir indukcinis reaktyvumas yra nesubalansuoti, todėl srovės pasiskirstymas tarp laidininkų yra nesubalansuotas. Siekiant užtikrinti tolygų srovės pasiskirstymą tarp laidininkų ir sumažinti papildomus nuostolius, lygiagrečius laidininkus reikia sukeisti vietomis, tai vadinama „transpozicija“.