Noțiuni de bază despre transformatoarele de putere

1. 2. Clasificare după înfășurare

2. (1) Transformator cu două înfășurări: utilizat ca transformator elevator de tensiune, transformator descendent, transformator de fabrică etc.

3. (2) Transformator cu trei înfășurări: utilizat pentru transformatoare coborâtoare, transformatoare de legătură etc.

4. (3) Transformator cu autocuplare: utilizat ca transformator coborător, transformator de legătură etc.

5. (4) Transformator divizat: Există două tipuri de transformatoare divizate, axiale și radiale, care sunt utilizate pentru transformatoarele de fabrică și transformatoarele de pornire.

7. 3. Clasificare după structură

8. (1) Transformator monofazat: utilizat pentru transformatoare de 330~1000kV.

9. (2) Transformator trifazat: utilizat pentru transformatoare de 10~500 kV.

10. (3) Transformator combinat: Transformatorul este împărțit în mai multe părți și, după sosirea la fața locului, este combinat, fiind utilizat în zone cu trafic incomod.

12. 4. Clasificare după metoda de răcire

13. (1) Transformator imersat în ulei: utilizat pentru transformatoare de 10~1000kV.

14. (2) Transformator de tip uscat: utilizat pentru transformatoare de 10~110 kV.

15. (3) Transformator SF6: utilizat în prezent pentru transformatoare de 110 kV.

17. 5. Modelul transformatorului de putere

19. (1) Semnificația literelor din model

21. D—Monofazat F—Răcire cu aer prin imersie în ulei

22. O—auto-circulație P—circulație forțată a uleiului

23. S - Trifazat sau cu trei bobine J - Autorăcire în imersie în ulei

24. Z—Regulator de tensiune în sarcină L—Bobină de aluminiu

26. * Bobinele de cupru și bobinele duble nu necesită adăugarea de simboluri

28. (2) Exemplu

30. SFPSL—120000/110: transformator trifazat cu bobină din aluminiu răcit cu aer, cu circulație forțată de ulei, 110kV, 120MVA

32. OSFPSZ—240000/330: transformator trifazat cu autocuplare, răcit cu aer, cu circulație forțată de ulei, cu trei bobine, reglare a tensiunii în sarcină, 330 kV, 240 MVA

În al doilea rând, bobina transformatorului de putere

Bobina este cea mai importantă și complexă parte a transformatorului de putere. Este fabricată din sârmă de cupru (sau aluminiu) și este compusă din piese izolatoare speciale.

1. Spirală în spirală

Principala caracteristică a bobinei spiralate este numărul mare de fire paralele, spirala este înfășurată într-o spirală, iar bobina este o singură spirală. Bobina spiralată are o bună stabilitate mecanică, o bună disipare a căldurii și o bună prelucrare, fiind utilizată pe scară largă în bobinele de joasă tensiune și curent mare ale transformatoarelor.

Bobina elicoidală poate fi înfășurată în trei structuri: helix simplu, helix dublu și helix cvadruplă, în funcție de mărimea curentului.

2. Bobină continuă

Când bobina este compusă din mai multe segmente de sârmă distribuite de-a lungul direcției axiale și nu necesită sudare între ele, se numește bobină continuă.

Suprafața de susținere finală a bobinei continue este mare, forța axială este mare, rezistența la scurtcircuit este puternică, iar fiecare segment de linie are o capacitate mare de disipare a căldurii. Acest tip de bobină are o gamă largă de aplicații, indiferent de nivelul de tensiune sau de intervalul de capacitate.

3. Spiră încâlcită

O bobină încâlcită este formată din mai multe segmente de linie încâlcite (secțiuni circulare). Bobinele cu toate segmentele de linie încâlcite (secțiuni circulare) se numesc bobine complet încâlcite și sunt utilizate pe scară largă în transformatoarele cu tensiuni de 220 kV și mai mari. O bobină compusă dintr-o parte a segmentului de linie încâlcit (secțiune circulară) și o parte a segmentului de linie continuu se numește bobină continuă încâlcită, care se aplică transformatoarelor cu tensiuni de 66 kV și mai mari.

Deoarece introduce spire neadiacente între spirele adiacente ale bobinei, se formează segmente de linie încâlcite decalate și se formează o bobină încâlcită, crescând astfel capacitatea longitudinală a bobinei și realizând ca tensiunea impulsului să se deplaseze de-a lungul înălțimii axiale a bobinei. Caracteristicile de distribuție sunt îmbunătățite, de aceea este utilizat pe scară largă în diverse bobine de înaltă tensiune.

4. Bobină interioară ecranată

Bobina continuă cu ecran interior are rolul de a îmbunătăți distribuția tensiunii impulsive prin creșterea capacității serie dintre segmentele de linie. Caracteristica sa structurală este aceea că spirele suplimentare ale condensatorului sunt înfășurate direct în interiorul segmentului de linie continuă. Capetele spirelor condensatorului sunt înfășurate în izolație și apoi suspendate în segmentul de linie. Spirele condensatorului nu transportă curent și funcționează doar sub tensiune impulsivă.

Bobinele continue ecranate intern sunt disponibile structural sub formă de jumper cu două secțiuni, jumper cu patru secțiuni, jumper cu opt secțiuni și conexiune segmentată.

În al treilea rând, miezul de fier al transformatorului de putere

Miezul de fier este, de asemenea, o componentă importantă a transformatorului de putere. Acesta este format prin stivuirea tablelor de oțel siliconic de înaltă permeabilitate și apoi prin prinderea lor cu cleme de oțel sau legarea lor cu panglici de sticlă.

1. Tablă de oțel siliconic

Tablele de oțel siliconic utilizate în transformatoarele de putere sunt table de oțel siliconic cu gadoliniu rece, cu o grosime de 0,3~0,5 mm. În prezent, doar Uzina de Siderurgie Wuhan și Baosteel din Shanghai pot produce astfel de table de oțel siliconic cu gadoliniu rece. Cu toate acestea, tablele de oțel siliconic pentru transformatoarele mari trebuie importate din Japonia.

2. Structura miezului de fier

(1) Miez de fier monofazat cu două coloane, utilizat pentru diverse transformatoare monofazate.

(2) Miez de jug lateral cu secțiune monofazată, utilizat pentru transformatoare monofazate de înaltă tensiune și mare capacitate.

(3) Miezul monofazat cu jug lateral cu două coloane este utilizat pentru transformatoare monofazate de înaltă tensiune și ultra-înaltă tensiune de mare capacitate.

(4) Miezul de fier al transformatoarelor trifazate este reprezentat de trei coloane (3 coloane).

(5) Miez de fier cu cinci coloane pentru transformatoare trifazate de mare capacitate.

În al patrulea rând, rezervorul de ulei al transformatorului imersat în ulei

1. Rezervorul de ulei de tip butoi este utilizat în principal pentru diverse transformatoare mici imersate în ulei și transformatoare extra-mari imersate în ulei.

2. Rezervor de ulei de tip clopot de sticlă, utilizat pe scară largă în transformatoarele imersate în ulei de 110~500kV.

3. Rezervorul de ulei complet etanș este pe cale să fie sudat complet. În ultimii ani a fost utilizat doar în transformatoare imersate în ulei de 110 kV și peste.

5. Conservatorul de ulei al transformatorului imersat în ulei

Conservatorul de ulei al transformatorului are două funcții: una este de a oferi spațiu pentru dilatarea și contracția termică a uleiului de transformator în rezervorul de ulei; cealaltă este de a izola uleiul de transformator de atmosfera externă pentru a preveni îmbătrânirea acestuia.

1. Conservator de ulei de tip capsulă, care folosește capsule de cauciuc pentru a separa uleiul de transformator de atmosfera externă și oferă spațiu pentru dilatarea și contracția termică a uleiului de transformator.

2. Conservatorul de ulei cu diafragmă folosește o diafragmă de cauciuc pentru a separa uleiul de transformator de atmosfera exterioară și oferă spațiu pentru ca uleiul de transformator să se dilate și să se contracte.

3. Conservatorul de ulei pentru tablă ondulată folosește un expansor metalic compus din foi metalice ondulate pentru a separa uleiul de transformator de atmosfera exterioară și a oferi uleiului de transformator spațiu pentru dilatarea și contracția termică. Conservatorul de ulei pentru tablă ondulată este împărțit în două tipuri: tip cu ulei interior și tip cu ulei exterior. Tipul cu ulei interior are performanțe mai bune, dar un volum mai mare.

6. Metoda de răcire a transformatorului imersat în ulei

1. Simboluri care reprezintă metodele de răcire

Prima literă: O — ulei mineral, K — fluid izolant sintetic, L — gaz izolant.

A doua literă: N - circulație prin convecție naturală, F - circulație forțată a uleiului, D - circulație forțată de ghidare.

A treia literă: A - aer, W - apă.

A patra literă: N - convecție naturală, F - circulație forțată (ventilator, pompă).

2. Exemple

ONAN—Răcire gratuită

ONAF - răcire cu aer

OFAF—Răcire cu aer și circulație forțată a uleiului

ODAF—Răcire ghidată prin circulație forțată a uleiului

Șapte, mufă transformator

1. Bucșă izolatoare din porțelan pur de 40kV și mai mică

Acest tip de carcasă are două structuri: tip tijă de ghidare și tip cablu. Tipul cu tijă de ghidare este utilizat pentru izolațiile de joasă tensiune ale transformatoarelor, iar tipul cu cablu este utilizat pentru liniile de ieșire de înaltă tensiune de 10~20kV.

2. Tranzistoare de curent înalt de 40kV și mai mici

Acest tip de bucșă are două tipuri de structuri: tip tijă de ghidare și tip capacitiv. Bucșa ceramică pură de tip tijă de ghidare este utilizată pentru ieșirea înfășurării de joasă tensiune a transformatoarelor de generatoare de capacitate medie; bucșa capacitivă este utilizată pentru ieșirea înfășurării de joasă tensiune a transformatoarelor de generatoare mari.

3. Tranzistoare capacitive din hârtie uleiată de 66kV și peste

Izolația interioară a acestui manșon este un miez de condensator realizat din hârtie izolatoare și folie de aluminiu, înfășurate alternativ. Miezul condensatorului și manșonul de porțelan sunt umplute cu ulei izolator. Conexiunea dintre manșon și înfășurare are două tipuri de structură: tijă de ghidare și cablu. Miezul condensatorului din hârtie-ulei este înfășurat alternativ pe tubul conductiv cu hârtie de cablu cu grosimea de 0,08~0,12 mm și folie de aluminiu cu grosimea de 0,01 mm.

4. Trape capacitive din bandă-hârtie de 66 kV și peste

Izolația interioară a acestui manșon este un miez de condensator format din înfășurarea alternativă a hârtiei adezive și a foliei de aluminiu. Miezul condensatorului și manșonul de porțelan sunt umplute cu ulei izolator, iar partea inferioară a manșonului nu necesită un manșon de porțelan. Cu toate acestea, tanδ-ul acestui tip de carcasă este mare, iar hârtia adezivă este ușor de crăpat și generează descărcare parțială, iar producția a fost oprită în prezent.

5. Bucșă de condensator turnată din rășină

Izolația principală a acestui manșon este, de asemenea, un miez de condensator format din înfășurarea alternativă a hârtiei izolatoare și a foliei de aluminiu, iar rășina epoxidică este turnată la exterior pentru a deveni un manșon izolator solid. Acest tip de izolație poate fi utilizată ca izolație pentru petrol și gaz, partea superioară fiind montată în conducta GIS, iar între ele fiind introdus gaz SF6; partea inferioară este imersată în ulei de transformator.

8. Metoda de reglare a tensiunii transformatorului de putere

1. Metoda de reglare a tensiunii

Există două tipuri de metode de reglare a tensiunii pentru transformatoare: reglarea tensiunii fără excitație și reglarea tensiunii sub sarcină. Reglarea tensiunii fără excitație, cunoscută și sub denumirea de reglare a tensiunii fără sarcină, are ca scop reglarea tensiunii atunci când transformatorul este oprit și fără sarcină; Dispozitivul de reglare a tensiunii fără excitație se numește comutator de prize fără sarcină; dispozitivul de reglare a tensiunii sub sarcină se numește comutator de prize sub sarcină.

2. Poziția de reglare a tensiunii în sarcină

Există trei tipuri de poziții de reglare a tensiunii în sarcină a transformatoarelor: reglarea tensiunii în punctul neutru, reglarea tensiunii la capătul liniei de medie tensiune și reglarea tensiunii la capătul liniei bobinei de înaltă tensiune. Printre acestea, structura și procesul de reglare a tensiunii în punctul neutru sunt relativ simple și au multe aplicații.

3. Comutator de reglare a tensiunii în sarcină

Comutatorul de reglare a presiunii este, de asemenea, un comutator de prize. În prezent, calitatea comutatoarelor de prize sub sarcină produse pe plan intern nu este suficient de bună, iar majoritatea comutatoarelor de prize sub sarcină se bazează pe importuri, dintre care o mare parte sunt importate de la MR din Germania și ABB din Suedia.

Nouă, ulei de transformator

1. Compoziția uleiului de transformator

Uleiul de transformator este un ulei mineral, un amestec de numeroase molecule de hidrocarburi cu greutăți moleculare diferite, în principal compuși hidrocarburi precum alcani, naftene și o cantitate mică de hidrocarburi aromatice.

2. Funcția și gradul uleiului de transformator

Ulei de transformator pentru izolarea transformatoarelor imersate în ulei. Uleiul de transformator nu are doar funcția de izolare, ci și funcția de disipare a căldurii.

Uleiul de transformator este împărțit în ulei nr. 25 și ulei nr. 45 în funcție de punctul său de îngheț. Punctul de îngheț al uleiului nr. 25 este de minus 25°C; punctul de îngheț al uleiului nr. 45 este de minus 45°C.

Uleiul de transformator nr. 25 este ulei pe bază de parafină, iar uleiul de transformator nr. 45 este ulei naftenic. În trecut, uleiul de transformator nr. 45 trebuia importat din străinătate, iar acum îl poate produce și Rafinăria Xinjiang Karamay.

10. Procesul de fabricație al transformatorului de putere

Transformatorul de putere este alcătuit din două părți: corpul și accesoriile. Corpul este compus din bobină, piese izolatoare, miez de fontă, comutator de prize, ulei de transformator și rezervor de ulei. Accesoriile transformatorului includ conservatorul de ulei, răcitorul, izolatorul, trecerea izolatoare, releul de gaz, eliberatorul de presiune și termometrul. Printre acestea, răcitoarele, uleiul izolator, trecerile izolatoare, comutatoarele de prize, releele de gaz, eliberatoarele de presiune și termometrele sunt toate achiziționate din exterior. Următoarele prezintă doar pe scurt procesele de fabricație ale câtorva componente principale.

1. Înfășurarea bobinei: instalarea scheletului de înfășurare - bobină de înfășurare - sudare cu sârmă - pachet de izolație - modelarea bobinei - testarea bobinei.

2. Asamblarea miezului de fontă: tăierea tablei de oțel siliconic - debavurarea - stivuirea miezului de fontă - instalarea plăcii de tragere și a ecranării - legarea miezului de fontă - testarea miezului de fontă - instalarea clemelor miezului de fontă.

3. Prelucrarea pieselor de izolație: tăierea pieselor de izolație - debavurarea - teșirea colțurilor - tratament anti-umezeală.

4. Prelucrarea rezervoarelor de combustibil și a rezervoarelor de stocare a uleiului: tăierea tablei de oțel - sudarea rezervoarelor de combustibil și a rezervoarelor de stocare a uleiului - îndepărtarea ruginii - sablare - vopsire cu grund - vopsire - test de rezistență mecanică.

5. Asamblare generală: instalarea miezului de fontă - instalarea conductei rezervorului de combustibil - montarea bobinei - stivuirea jugului de fontă - instalarea comutatorului de prize - sudarea firului de conectare - înfășurarea izolației firului de conectare - testarea produsului semifabricat - uscarea corpului - finisarea corpului - ansamblul rezervorului de combustibil - ansamblul accesoriilor - umplerea cu ulei - testul de etanșare - circulația uleiului fierbinte - plasarea statică.

11. Testarea în fabrică a transformatorului de putere

Testul în fabrică al transformatoarelor de putere este împărțit în trei tipuri: test de rutină (din fabrică), test de tip și test special. Testul de rutină este un element de testare care trebuie efectuat pentru fiecare transformator la ieșirea din fabrică și este denumit de obicei test în fabrică; testul de tip este un element de testare efectuat prin eșantionarea a 1~2 transformatoare dintr-un tip de produs; testul special este propus de utilizator, iar elementele de testare sunt convenite cu producătorul.

1. Cerințe și reglementări de bază pentru testarea izolației de înaltă tensiune

Înfășurările transformatorului sunt testate în funcție de cea mai mare tensiune de funcționare Um și de nivelul de izolație corespunzător. Tabelul următor prezintă elementele de testare a izolației prevăzute în standardul național GB1094.3-2003 „Transformator de putere Partea a III-a: Nivel de izolație, test de izolație și spațiu de aer al izolației externe”.

2. Elemente de testare de rutină (din fabrică)

(1) Măsurarea rezistenței înfășurării în curent continuu: măsurare pe toate bornele prizei.

(2) Măsurarea raportului: măsurați la toate pozițiile prizei.

(3) Detectarea grupului de cablaje: testare la poziția nominală a prizei.

(4) Măsurarea rezistenței izolației, a raportului de absorbție și a indicelui de polarizare: Numai transformatoarele de 220 kV și mai mari pot măsura indicele de polarizare.

(5) Testarea tanδ și a capacității înfășurărilor: transformatoarele de 35 kV și peste trebuie testate pentru tanδ.

(6) Testarea tanδ și a capacității izolației izolatoarelor izolatoare: izolațiile izolatoare capacitive de 66 kV și peste trebuie testate pentru tanδ și capacitate

(7) Testul uleiului de transformator: analiza uleiului, rigiditatea dielectrică, tanδ, analiza cromatografică și alte aspecte, transformatoarele de 750 kV și peste ar trebui testate și pentru dimensiunea particulelor în ulei. În plus, analiza chimică a uleiului și analiza cromatografică a uleiului au fost repetate pe tot parcursul procesului de testare.

(8) Măsurarea pierderilor în gol și a curentului în gol: Efectuați testul cu cablajul la tensiunea nominală.

(9) Măsurarea pierderilor de sarcină și a impedanței de scurtcircuit: testare sub tensiune nominală a cablurilor.

(10) Test de descărcare parțială: Cantitatea de descărcare nu este utilizată ca evaluare, ci doar ca referință pentru a stabili dacă se poate efectua un test de înaltă tensiune.

(11) Test de trăsnet la impuls cu undă completă: transformatoare de 220 kV și peste, 120 MVA și peste.

(12) Încercare la impact în funcționare: transformatoare de 330 kV și mai mari.

(13) Încercare la tensiune de rezistență inductivă cu măsurarea descărcărilor parțiale: transformatoare de 110 kV și mai mari.

(14) Test de rezistență la frecvență la tensiunea de construcție externă a înfășurării de joasă tensiune și a punctului neutru.

(15) Test de descărcare parțială: Acest test este un test de evaluare a valorii testului din fabrică.

(16) Măsurarea electrică a debitului de ulei: transformatoare cu pompe de ulei de 330 kV și mai mari.

(17) Încercare de descărcare parțială a pompei rotative de ulei: transformatoare cu pompă de ulei de 330 kV și mai mare.

2. Elemente de test de tip

(1) Test de creștere a temperaturii.

(2) Unda de saturație a fulgerului a fost testată.

(3) Încercare de impact cu trăsnet în undă completă în punct neutru.

(4) Testarea interferențelor radio

3. Elemente speciale de testare

(1) Măsurarea nivelului sonor.

(2) Măsurarea impedanței de secvență zero a transformatoarelor trifazate.

(3) Măsurarea armonică a curentului în gol.

(4) Măsurarea puterii absorbite de motorul ventilatorului și de motorul pompei de ulei.

(5) Măsurarea caracteristicilor de transfer tranzitoriu al tensiunii.

(6) Test de rezistență la scurtcircuit.