Galios transformatoriaus pagrindai

1. 2. Klasifikavimas pagal apviją

2. (1) Dvigubos apvijos transformatorius: naudojamas pakopiniam transformatoriui, pakopiniam transformatoriui, gamykliniam transformatoriui ir kt.

3. (2) Trijų apvijų transformatorius: naudojamas žemesnio lygio transformatoriams, jungiamiesiems transformatoriams ir kt.

4. (3) Savijungiamasis transformatorius: naudojamas žeminamojo tipo transformatoriams, jungiamiesiems transformatoriams ir kt.

5. (4) Padalintas transformatorius: Yra dviejų tipų ašinis ir radialinis padalijimas, kurie naudojami gamykliniuose transformatoriuose ir paleidimo transformatoriuose.

7. 3. Klasifikacija pagal struktūrą

8. (1) Vienfazis transformatorius: naudojamas 330–1000 kV transformatoriams.

9. (2) Trifazis transformatorius: naudojamas 10–500 kV transformatoriams.

10. (3) Kombinuotas transformatorius: transformatorius yra padalintas į kelias dalis, o transformatorius sujungiamas atvykus į vietą, kuri naudojama vietose, kuriose yra nepatogus eismas.

12. 4. Klasifikavimas pagal aušinimo metodą

13. (1) Alyvos transformatorius: naudojamas 10–1000 kV transformatoriams.

14. (2) Sausojo tipo transformatorius: naudojamas 10–110 kV transformatoriams.

15. (3) SF6 transformatorius: šiuo metu naudojamas 110 kV transformatoriams.

17. 5. Galios transformatoriaus modelis

19. (1) Raidžių reikšmė modelyje

21. D – vienfazis F – alyvos panardinimo oro aušinimas

22. O – savaiminė P – priverstinė alyvos cirkuliacija

23. S – trifazis arba trijų ričių J – alyvoje panardintas savaime aušinantis

24. Z – Įtampos reguliatorius apkrovos metu; L – Aliuminio ritė.

26. * Varinėms ir dviguboms ritėms nereikia pridėti simbolių

28. (2) Pavyzdys

30. SFPSL—120000/110: 110 kV, 120 MVA trifazis trijų ričių priverstinės alyvos cirkuliacijos oru aušinamas aliuminio ritės transformatorius

32. OSFPSZ—240000/330: 330 kV, 240 MVA trifazis trijų ričių apkrovos įtampos reguliavimo transformatorius su priverstine alyvos cirkuliacija, aušinamas oru ir savaime susijungiantis transformatorius

Antra, galios transformatoriaus ritė

Ritė yra svarbiausia ir sudėtingiausia galios transformatoriaus dalis. Ji pagaminta iš vario (arba aliuminio) vielos ir sudaryta iš specialių izoliacinių dalių.

1. Spiralinė ritė

Pagrindinis spiralinės ritės bruožas yra didelis lygiagrečių laidų skaičius, vielos tortas suvyniotas į spiralę, o vienas vielos tortas yra vieno apsisukimo ritė. Spiralinė ritė pasižymi geru mechaniniu stabilumu, geru šilumos išsklaidymu ir gera apdaila, todėl plačiai naudojama transformatorių žemos įtampos ir didelės srovės ritėse.

Spiralinė ritė gali būti suvyniota į tris struktūras: viengubą, dvigubą ir keturgubą spiralę pagal srovės dydį.

2. Nuolatinė ritė

Kai ritė sudaryta iš kelių vielos segmentų, paskirstytų ašine kryptimi ir jų nereikia suvirinti vienas prie kito, ji vadinama ištisine rite.

Ištisinės ritės galinis atraminis paviršius yra didelis, ašinė jėga yra didelė, trumpojo jungimo varža yra didelė, o kiekvienas linijos segmentas turi didelę šilumos išsklaidymo galią. Šio tipo ritė turi platų pritaikymo spektrą, nepriklausomai nuo įtampos lygio ar talpos diapazono.

3. Susipynusi ritė

Susipynusi ritė susideda iš kelių susipynusių linijos segmentų (pyrago). Ritės su visais susipynusiais linijos segmentais (pyragais) vadinamos visiškai susipynusiomis ritėmis ir plačiai naudojamos transformatoriuose, kurių įtampa yra 220 kV ir didesnė. Ritė, sudaryta iš dalies susipynusio linijos segmento (pyrago) ir dalies ištisinio linijos segmento, vadinama susipynusia ištisine rite ir naudojama transformatoriuose, kurių įtampa yra 66 kV ir didesnė.

Kadangi tarp gretimų ritės vijų įterpiami negretimi vijos, susidaro pakopiniai susipynę linijos segmentai ir susipynusi ritė, taip padidinant išilginę ritės talpą ir impulsinę įtampą išilgai ritės ašinio aukščio. Pagerinamos paskirstymo charakteristikos, todėl ji plačiai naudojama įvairiose aukštos įtampos ritėse.

4. Vidinė ekranuota ritė

Vidinė ištisinė ekranavimo ritė skirta pagerinti impulsinės įtampos pasiskirstymą, padidinant nuosekliąją talpą tarp linijos segmentų. Jos konstrukcinė ypatybė yra ta, kad papildomos kondensatoriaus apvijos yra tiesiogiai suvyniotos ištisinės linijos segmento viduje. Kondensatoriaus apvijų galai yra apvynioti izoliacija ir pakabinti linijos segmente. Kondensatoriaus apvijos nepraleidžia srovės ir veikia tik esant impulsinei įtampai.

Viduje ekranuotos ištisinės ritės struktūriškai gali būti dviejų sekcijų trumpiklių, keturių sekcijų trumpiklių, aštuonių sekcijų trumpiklių ir segmentinių jungčių pavidalu.

Trečia, galios transformatoriaus geležinė šerdis

Geležinė šerdis taip pat yra svarbi galios transformatoriaus dalis. Ji suformuojama sudėjus didelio pralaidumo silicio plieno lakštus ir sutvirtinus juos plieniniais spaustukais arba stiklo juostelėmis.

1. Silicio plieno lakštas

Galios transformatoriuose naudojami šalto gadolinio silicio plieno lakštai, kurių storis yra 0,3–0,5 mm. Šiuo metu tokius šalto gadolinio silicio plieno lakštus gali gaminti tik Uhano geležies ir plieno gamykla ir Šanchajaus „Baosteel“. Tačiau dideliems transformatoriams skirti silicio plieno lakštai turi būti importuojami iš Japonijos.

2. Geležies šerdies struktūra

(1) Vienfazis dviejų kolonų geležinis šerdis, naudojamas įvairiems vienfaziams transformatoriams.

(2) Vienfazis sekcijos stulpelio šoninis jungo šerdis, naudojamas aukštos įtampos didelės talpos vienfaziams transformatoriams.

(3) Vienfazis dviejų kolonų šoninis jungo šerdis naudojamas aukštos įtampos ir itin aukštos įtampos didelės talpos vienfaziams transformatoriams.

(4) Trifazis trijų stulpelių yra geležinė šerdis, naudojama įvairiems trifaziams transformatoriams.

(5) Penkių kolonų geležinė šerdis didelės talpos trifaziams transformatoriams.

Ketvirta, alyvos panardinto transformatoriaus alyvos bakas

1. Statinės tipo alyvos bakas daugiausia naudojamas įvairiems mažiems alyvos transformatoriams ir ypač dideliems alyvos transformatoriams.

2. Varpo formos alyvos bakas, plačiai naudojamas 110–500 kV alyvoje panardintuose transformatoriuose.

3. Visiškai sandarus alyvos bakas ruošiamasi mirtinai suvirinti. Pastaraisiais metais jis buvo naudojamas tik 110 kV ir didesnės įtampos alyvoje panardintuose transformatoriuose.

5. Alyvos panardinto transformatoriaus alyvos konservatorius

Transformatoriaus alyvos konservatorius atlieka dvi funkcijas: viena – sudaryti erdvę transformatorinės alyvos šiluminiam plėtimuisi ir susitraukimui alyvos bake; kita – izoliuoti transformatorinę alyvą nuo išorinės atmosferos, kad transformatorinė alyva nesenėtų.

1. Kapsulės tipo alyvos konservatorius, kuriame guminės kapsulės atskiria transformatorinę alyvą nuo išorinės atmosferos ir suteikia erdvės transformatorinės alyvos šiluminiam plėtimuisi ir susitraukimui.

2. Diafragminis alyvos konservatorius naudoja guminę diafragmą transformatorinei alyvai atskirti nuo išorinės atmosferos ir suteikia erdvės transformatorinei alyvai plėstis ir susitraukti.

3. Gofruotojo alyvos rezervuare transformatorinė alyva nuo išorinės atmosferos atskiriama metaliniu gofruotu lakštu, kuris sudaro plėtiklį. Šis rezervuaras suteikia transformatorinei alyvai erdvės šiluminiam plėtimuisi ir susitraukimui. Gofruotojo alyvos rezervuarai skirstomi į du tipus: vidinį ir išorinį. Vidinis rezervuaras pasižymi geresnėmis eksploatacinėmis savybėmis, tačiau yra didesnio tūrio.

6. Alyvos panardinto transformatoriaus aušinimo metodas

1. Aušinimo metodus žymintys simboliai

Pirmoji raidė: O – mineralinė alyva, K – sintetinis izoliacinis skystis, L – izoliacinės dujos.

Antroji raidė: N - natūrali konvekcinė cirkuliacija, F - priverstinė alyvos cirkuliacija, D - priverstinė kreipiamoji cirkuliacija.

Trečioji raidė: A - oras, W - vanduo.

Ketvirtoji raidė: N - natūrali konvekcija, F - priverstinė cirkuliacija (ventiliatorius, siurblys).

2. Pavyzdžiai

ONAN – laisvas aušinimas

ONAF - oro aušinimas

OFAF – priverstinis alyvos cirkuliacijos oro aušinimas

ODAF — priverstinės alyvos cirkuliacijos valdomas aušinimas

Septyni, transformatoriaus įvorė

1. Gryno porceliano izoliacinė įvorė, kurios įtampa yra 40 kV ir mažesnė

Šio tipo korpusas turi dvi konstrukcijas: kreipiamojo strypo ir kabelio tipo. Kreipiamojo strypo tipas naudojamas transformatorių žemos įtampos įvadams, o kabelio tipo – 10–20 kV aukštos įtampos išėjimo linijoms.

2. Didelės srovės įvadas, 40 kV ir mažesnis

Šio tipo įvorės yra dviejų tipų struktūros: kreipiamojo strypo tipo ir talpinio tipo. Kreipiamojo strypo tipo grynos keramikos įvorės naudojamos vidutinės talpos generatorių transformatorių žemos įtampos apvijų išėjime; talpinė įvorė naudojama didelių generatorių transformatorių žemos įtampos apvijų išėjime.

3. 66 kV ir didesnės įtampos alyvos-popieriaus talpinė įvorė

Šios įvorės vidinė izoliacija yra kondensatoriaus šerdis, pagaminta iš pakaitomis suvynioto izoliacinio popieriaus ir aliuminio folijos. Kondensatoriaus šerdis ir porcelianinė įvorė užpildytos izoliacine alyva. Įvorės ir apvijos jungtis yra dviejų tipų: kreipiamojo strypo tipo ir kabelio tipo. Aliejaus-popieriaus kondensatoriaus šerdis pakaitomis suvyniota ant laidžiojo vamzdelio 0,08–0,12 mm storio kabelio popieriumi ir 0,01 mm storio aliuminio folija.

4. 66 kV ir didesnės įtampos juostinės-popierinės talpinės įvadinės įvadinės jungtys

Šios įvorės vidinė izoliacija yra kondensatoriaus šerdis, suformuota pakaitomis vyniojant lipnų popierių ir aliuminio foliją. Kondensatoriaus šerdis ir porcelianinė įvorė užpildytos izoliacine alyva, o apatinei įvorės daliai porcelianinės įvorės nereikia. Tačiau tokio tipo korpuso tanδ yra didelis, lipnus popierius lengvai įtrūksta ir sukelia dalinį iškrovimą, todėl gamyba šiuo metu sustabdyta.

5. Dervos liejimo kondensatoriaus įvorė

Pagrindinė šios įvorės izoliacija taip pat yra kondensatoriaus šerdis, suformuota pakaitomis apvyniojant izoliacinį popierių ir aliuminio foliją, o išorėje užpilama epoksidinė derva, kad susidarytų vientisa izoliacinė įvorė. Šio tipo įvorė gali būti naudojama kaip alyvos ir dujų įvorė, viršutinė dalis įstatoma į GIS vamzdyną, o tarp jų užpildomos SF6 dujos; apatinė dalis panardinama į transformatorinę alyvą.

8. Galios transformatoriaus įtampos reguliavimo metodas

1. Įtampos reguliavimo metodas

Yra du transformatorių įtampos reguliavimo metodai: nežadinimo įtampos reguliavimas ir apkrovos įtampos reguliavimas. Nežadinimo įtampos reguliavimas, dar žinomas kaip tuščiosios eigos įtampos reguliavimas, skirtas įtampai reguliuoti, kai transformatorius yra sustabdytas ir be apkrovos; nežadinimo įtampos reguliavimo įtaisas vadinamas tuščiosios eigos atšakų keitikliu; apkrovos įtampos reguliavimo įtaisas vadinamas apkrovos atšakų keitikliu.

2. Įtampos reguliavimo apkrovos metu padėtis

Yra trys transformatoriaus apkrovos įtampos reguliavimo padėčių tipai: neutralaus taško įtampos reguliavimas, vidutinės įtampos linijos galo įtampos reguliavimas ir aukštos įtampos ritės linijos galo įtampos reguliavimas. Tarp jų neutralaus taško įtampos reguliavimo struktūra ir procesas yra gana paprasti, todėl yra daug pritaikymo sričių.

3. Įtampos reguliavimo jungiklis apkrovos metu

Slėgio reguliavimo jungiklis taip pat yra atšakų keitiklis. Šiuo metu vietinės gamybos apkrovos metu veikiančių atšakų keitiklių kokybė nėra pakankamai gera, ir dauguma apkrovos metu veikiančių atšakų keitiklių yra importuojami, iš kurių daugiau importuojama iš Vokietijos MR ir Švedijos ABB.

Devyni, transformatorinė alyva

1. Transformatorinės alyvos sudėtis

Transformatorinė alyva yra mineralinė alyva, sudaryta iš daugelio skirtingos molekulinės masės angliavandenilių molekulių, kurios daugiausia yra angliavandenilių junginiai, tokie kaip alkanai, naftenai ir nedidelis kiekis aromatinių angliavandenilių.

2. Transformatorinės alyvos funkcija ir rūšis

Transformatorinė alyva, skirta alyvoje panardintų transformatorių izoliacinei alyvai. Transformatorinė alyva atlieka ne tik izoliacijos, bet ir šilumos išsklaidymo funkciją.

Transformatorinė alyva pagal užšalimo temperatūrą skirstoma į Nr. 25 alyvą ir Nr. 45 alyvą. Nr. 25 alyvos užšalimo temperatūra yra minus 25 °C, o Nr. 45 alyvos – minus 45 °C.

Nr. 25 transformatorinė alyva yra parafino pagrindu pagaminta alyva, o Nr. 45 transformatorinė alyva yra nafteninė alyva. Anksčiau Nr. 45 transformatorinę alyvą reikėjo importuoti iš užsienio, o dabar ją gali gaminti ir Sindziango Karamajaus naftos perdirbimo gamykla.

10. Galios transformatoriaus gamybos procesas

Galios transformatorius susideda iš dviejų dalių: korpuso ir priedų. Korpusą sudaro ritė, izoliacinės dalys, ketaus šerdis, atšakų keitiklis, transformatorinė alyva ir alyvos bakas. Transformatoriaus priedus sudaro alyvos konservatorius, aušintuvas, įvorė, dujų relė, slėgio išleidimo ventiliatorius ir termometras. Tarp jų aušintuvai, izoliacinė alyva, įvorės, atšakų keitikliai, dujų relės, slėgio išleidimo ventiliatoriai ir termometrai yra perkami iš išorės. Toliau trumpai pristatomi kelių pagrindinių komponentų gamybos procesai.

1. Ritės apvija: apvijos karkaso montavimas - apvijos ritė - vielos suvirinimas - izoliacijos paketas - ritės formavimas - ritės bandymas.

2. Geležies šerdies surinkimas: silicio plieno lakšto pjovimas - šerdies pašalinimas - geležinės šerdies sudėjimas - traukimo plokštės ir ekranavimo montavimas - geležinės šerdies surišimas - geležinės šerdies bandymas - geležinės šerdies spaustukų montavimas.

3. Izoliacinių detalių apdirbimas: izoliacinių detalių pjovimas – šerpetojimas – kampų nušlifavimas – drėgmei atsparus apdorojimas.

4. Kuro bakų ir alyvos talpyklų apdirbimas: plieninių plokščių pjovimas - kuro bakų ir alyvos talpyklų suvirinimas - rūdžių šalinimas - smėliasrove - gruntavimas - dažymas - mechaninio stiprumo bandymas.

5. Bendras surinkimas: geležies šerdies montavimas - degalų bako vamzdyno montavimas - ritės nustatymas - geležies jungties sukrovimas - atšakų keitiklio montavimas - švino laido suvirinimas - švino laido izoliacijos apvyniojimas - pusgaminio bandymas - korpuso džiovinimas - korpuso apdaila - degalų bako surinkimas - priedų surinkimas - alyvos pildymas - sandarumo bandymas - karštos alyvos cirkuliacija - statinis išdėstymas.

11. Galios transformatoriaus gamyklinis bandymas

Gamykliniai galios transformatorių bandymai skirstomi į tris tipus: įprastinį (gamyklinį) bandymą, tipo bandymą ir specialųjį bandymą. Įprastas bandymas – tai bandymo elementas, kuris turi būti atliktas kiekvienam transformatoriui, kai jis iškeliauja iš gamyklos, ir paprastai vadinamas gamykliniu bandymu; tipo bandymas – tai bandymo elementas, atliekamas imant 1–2 transformatorius iš vieno gaminio tipo; specialųjį bandymą siūlo vartotojas, o bandymo elementai suderinami su gamintoju.

1. Pagrindiniai aukštos įtampos izoliacijos bandymo reikalavimai ir taisyklės

Transformatoriaus apvijos bandomos pagal didžiausią darbinę įtampą Um ir atitinkamą izoliacijos lygį. Šioje lentelėje pateikiami izoliacijos bandymo elementai, nurodyti nacionaliniame standarte GB1094.3-2003 „Galios transformatorius III dalis: Izoliacijos lygis, izoliacijos bandymas ir išorinis izoliacijos oro tarpas“.

2. Įprastiniai (gamykliniai) bandymų elementai

(1) Apvijos nuolatinės srovės varžos matavimas: matavimas visuose atšakų gnybtuose.

(2) Santykio matavimas: matuokite visose čiaupų padėtyse.

(3) Laidų grupės aptikimas: bandymas vardinėje atšakos padėtyje.

(4) Izoliacijos varžos, sugerties koeficiento ir poliarizacijos indekso matavimas: Poliarizacijos indeksą gali išmatuoti tik 220 kV ir didesnės įtampos transformatoriai.

(5) Apvijos tanδ ir talpos bandymas: 35 kV ir didesnės įtampos transformatoriai turėtų būti išbandyti tanδ.

(6) Įvado tanδ ir talpos bandymas: 66 kV ir didesnės talpinės įvadai turi būti išbandyti tanδ ir talpos atžvilgiu.

(7) Transformatorinės alyvos bandymas: alyvos analizė, dielektrinis stiprumas, tanδ, chromatografinė analizė ir kiti elementai. 750 kV ir didesnės įtampos transformatoriai taip pat turėtų būti tiriami dėl alyvos dalelių dydžio. Be to, bandymo metu buvo kartojama alyvos cheminė analizė ir alyvos chromatografinė analizė.

(8) Tuščiosios eigos nuostolių ir srovės matavimas: atlikite bandymą naudodami vardinę įtampą.

(9) Apkrovos nuostolių ir trumpojo jungimo varžos matavimas: bandymas esant vardinei įtampai.

(10) Dalinio išlydžio bandymas: išlydžio kiekis naudojamas ne kaip įvertinimas, o tik kaip nuoroda, ar galima atlikti aukštos įtampos bandymą.

(11) Žaibo pilnos bangos impulsinis bandymas: 220 kV ir didesnės įtampos, 120 MVA ir didesnės galios transformatoriai.

(12) Darbinis smūginis bandymas: 330 kV ir didesnės įtampos transformatoriai.

(13) Indukcinės atsparumo įtampos bandymas su dalinio išlydžio matavimu: 110 kV ir didesnės įtampos transformatoriai.

(14) Žemos įtampos apvijos ir neutralaus taško išorinio konstrukcijos dažnio atsparumo įtampai bandymas.

(15) Dalinio iškrovimo bandymas: šis bandymas yra gamyklinio bandymo vertės įvertinimo bandymas.

(16) Alyvos srauto elektros matavimas: transformatoriai su 330 kV ir didesnės įtampos alyvos siurbliais.

(17) Dalinio išlydžio bandymas sukamuoju alyvos siurbliu: transformatoriai su 330 kV ir didesnės įtampos alyvos siurbliu.

2. Įveskite bandymo elementus

(1) Temperatūros kilimo bandymas.

(2) Žaibo kirtimo banga buvo išbandyta.

(3) Žaibo pilnos bangos smūgio bandymas neutraliame taške.

(4) Radijo trukdžių bandymas

3. Specialūs bandymo elementai

(1) Garso lygio matavimas.

(2) Trifazių transformatorių nulinės sekos varžos matavimas.

(3) Harmoninis tuščiosios srovės matavimas.

(4) Ventiliatoriaus variklio ir alyvos siurblio variklio sunaudojamos galios matavimas.

(5) Pereinamosios įtampos perdavimo charakteristikų matavimas.

(6) Atlaikyti trumpojo jungimo atsparumo bandymą.