Canwin — профессиональная компания по производству силовых трансформаторов. & Производитель электрооборудования
Язык
Canwin — профессиональная компания по производству силовых трансформаторов. & Производитель электрооборудования
Структура кузова трансформера
В этой статье в основном представлена структура корпуса трансформатора с трех аспектов: сердечник, обмотка и вывод.
I. Базовая структура трансформатора
01 Роль сердечника из кремнистой стали (железного)
Трансформаторы основаны на принципе электромагнитной индукции, магнитная цепь является средством преобразования электрической энергии. Железный сердечник является основной магнитной цепью трансформатора, основная роль отводится магниту. Он преобразует электрическую энергию первичной цепи в магнитную энергию, а из магнитной энергии — в электрическую энергию вторичной цепи.
В то же время железный сердечник является механическим скелетом трансформатора, а зажимное устройство железного сердечника не только превращает магнитопровод в механическую целостную конструкцию, но и имеет на нем изолированную катушку, поддерживающую вывод, и почти все компоненты внутри трансформатора. Вес железного сердечника является самым большим среди компонентов трансформатора, составляя около 60% от общего веса в сухом трансформаторе и около 40% в масляном трансформаторе.
02 Форма железного сердечника
Железный сердечник состоит из колонны с железным сердечником и железного ярма. Колонна с железным сердечником покрыта обмотками, а железное ярмо соединяет колонну с железным сердечником, образуя замкнутую магнитную цепь.
ИНЖИР. 1А - однофазный трансформатор, фиг. 1В — трехфазный трансформатор. Структуру железного сердечника можно разделить на две части, C - это часть катушки, известная как стержень сердечника. Y — это часть, используемая для замыкания магнитной цепи, называемая железным ярмом. Однофазный трансформатор имеет две опоры сердечника, трехфазный трансформатор имеет три опоры сердечника.
Поскольку магнитный поток в железном сердечнике трансформатора представляет собой переменный поток, для уменьшения потерь на вихревые токи железный сердечник трансформатора обычно изготавливается из железной стружки определенного размера, изготовленной из листа кремнистой стали с высоким удельным сопротивлением. Лист из кремнистой стали, состоящий из железного сердечника, сначала разрезается на требуемую форму и размер, а именно на перфорированный лист, а затем объединяется с перфорационным листом внахлест. На рис. 2А показан железный сердечник однофазного трансформатора. Каждый слой состоит из 4 листов-заглушек. ИНЖИР. 2b показан железный сердечник трехфазного трансформатора, каждый слой состоит из 6 частей, а комбинация штамповок каждых двух слоев применяет различные методы расположения, чтобы расположить соединение магнитной цепи каждого слоя в шахматном порядке. Этот метод сборки называется сборкой внахлест, что позволяет избежать протекания вихревых токов между стальными листами. А поскольку слои переплетены и инкрустированы, можно использовать меньше креплений, чтобы сделать структуру простой при прессовании сердцевины. При сборке части пуансона сначала накладываются друг на друга, чтобы сформировать цельный железный сердечник, затем зажимается нижнее ярмо, части пуансона верхнего ярма вытягиваются, чтобы обнажить колонку с железным сердечником, предварительно изготовленные обмотки устанавливаются на колонку с железным сердечником, и наконец, вставляются вытянутые пуансоны верхнего хомута.
По расположению обмотки в сердечнике трансформатор делится на сердечник и кожух второго типа. Разница в основном заключается в распределении магнитной цепи, ярмо сердечника трансформатора оболочки, окруженном катушкой, сердечник сердечника трансформатора в большей части катушки, только часть катушки вне железного ярма, используемая для формирования магнитной петли.
03 Тепловыделение железного сердечника
Когда трансформатор работает в обычном режиме, железный сердечник выделяет тепло из-за потерь в железе, и чем больше вес и объем железного сердечника, тем больше тепла будет выделяться. Температура трансформаторного масла выше 95 градусов легко стареет, поэтому температуру поверхности сердечника следует контролировать ниже этой температуры, насколько это возможно, что требует, чтобы структура рассеивания тепла сердечника быстро излучала тепло сердечника. Структура рассеивания тепла в основном предназначена для увеличения поверхности рассеивания тепла ядра. Тепловыделение железного сердечника в основном включает тепловыделение масляного канала железного сердечника и тепловыделение воздуховода железного сердечника.
В масляных трансформаторах большой мощности масляные канавки часто располагают между пластинами железного сердечника для усиления эффекта отвода тепла. Смазочная канавка разделена на два типа: одна параллельна листу кремнистой стали, а другая вертикальна стальному листу, как показано на фиг. 4. Последнее устройство лучше рассеивает тепло, но имеет более сложную конструкцию.
Железный сердечник сухого трансформатора имеет воздушное охлаждение. Для того, чтобы температура железного сердечника не превышала допустимого значения, воздуховод часто устанавливают в колонну железного сердечника и железное ярмо.
04 Шум железного сердечника
Трансформаторы издают шум во время работы. Источником шума трансформатора является магнитострикция листа кремнистой стали с железным сердечником, или шум сердечника трансформатора в основном вызван магнитострикцией. Магнитострикция относится к увеличению размера листа кремнистой стали вдоль линии магнитной индукции при возбуждении железного сердечника. Размер листа кремнистой стали уменьшается в направлении, перпендикулярном линии магнитной индукции, что называется магнитострикцией. Кроме того, структура и геометрические размеры железного сердечника, а также технология обработки и изготовления железного сердечника будут иметь определенное влияние на уровень шума.
Уровень шума железного сердечника можно снизить следующими техническими мерами:
(1) Используйте высококачественный лист кремнистой стали с малым значением магнитострикции ε.
(2) Уменьшить плотность магнитного потока сердечника.
(3) Улучшить структуру железного сердечника.
(4) Выберите разумный размер ядра.
(5) Принять передовые технологии обработки.
05 Заземление железного сердечника
При нормальной работе трансформатора электрическое поле, образующееся между наэлектризованными обмотками и выводами и маслобаком, представляет собой неравномерное электрическое поле, и железный сердечник и его металлические части находятся в этом электрическом поле. Из-за того, что потенциал электростатической индукции неодинаков, поэтому потенциал подвески железного сердечника и его металлических компонентов неодинаков, когда разность потенциалов между двумя точками может разрушить изоляцию между ними, будет генерироваться искровой разряд. Этот разряд может разрушить масло трансформатора и повредить твердую изоляцию. Во избежание этого как сердечник, так и его металлические компоненты должны быть надежно заземлены.
Жила должна быть заземлена в одной точке. Когда железный сердечник или другие металлические компоненты имеют две точки или более двух точек заземления, точка заземления образует замкнутый контур, формирование циркуляции, ток иногда может достигать десятков ампер, вызывает локальный перегрев, привести к разложению масла, также может привести к перегоранию заземляющего элемента, сжечь железный сердечник, это не допускается. Поэтому жилу нужно заземлить, и немного заземлить.
II. Структура обмотки трансформатора
Функция обмотки 01
Обмотка является самой основной частью трансформатора, представляет собой создание магнитного поля и передачу части электрической цепи, обычно обернутой медной проволокой из изоляционной бумаги или алюминиевой проволокой, намотанной, и установленной в колонке сердечника трансформатора. Сердечник трансформатора должен иметь достаточную прочность изоляции, механическую прочность и теплостойкость.
Тип обмотки
Структуру обмотки трансформатора можно разделить на две категории: многослойная структура и структура лепешки. Слоистая структура означает, что витки обмотки вдоль ее оси расположены непрерывно, что обычно используется в силовых трансформаторах с малыми потерями серий S8 и S9; Структура лепешки означает, что витки обмотки непрерывно наматываются в лепешку (сегмент) вдоль ее радиального направления, а затем состоят из множества лепешек, расположенных вдоль осевого направления. Обычно он используется в больших и сверхбольших трансформаторах с высоким напряжением 110 кВ и выше.
В основном обмотки силовых трансформаторов китайского производства имеют концентрическую структуру. Концентрическая обмотка означает, что обмотки намотаны снаружи стержня сердечника одной и той же цилиндрической линией в любом поперечном сечении стержня сердечника. Между обмотками высокого и низкого напряжения, а также между обмотками низкого напряжения и стальным сердечником должен быть определенный изоляционный зазор и канал отвода тепла (масляный канал), разделенные изолированной картонной трубкой. Расстояние изоляции зависит от уровня напряжения обмотки и зазора, необходимого для канала отвода тепла. Когда низковольтная обмотка размещается внутри близко к стержню сердечника, требуемое изоляционное расстояние между ней и стержнем сердечника относительно невелико, поэтому размер обмотки может быть уменьшен, а также уменьшены габаритные размеры трансформатора.
Трехобмоточный трансформатор чаще всего используется в энергосистеме. Использование трехобмоточного трансформатора для подключения системы передачи с тремя разными напряжениями более экономично, занимает меньше земли и более удобно в обслуживании и управлении, чем использование двух обычных трансформаторов. Трехфазный трехобмоточный трансформатор обычно имеет соединение Y-Y-△, то есть первичная и вторичная обмотки имеют соединение Y, а третья обмотка - соединение △, как показано на рисунке XX. △ само соединение представляет собой замкнутый контур, через ту же фазу тока третьей гармоники, так что первичная, вторичная обмотка соединения Y не появляется в напряжении третьей гармоники. Таким образом, он обеспечивает нейтральную точку как для первичной, так и для вторичной сторон. В системе передачи на большие расстояния третья обмотка также может быть соединена с синхронной камерой для улучшения коэффициента мощности линии.
III. Структура выводов трансформатора
01 Материал свинца и классификация
Обмотки трансформатора подключаются снаружи к переднему концу провода, называемого выводом, через вывод к внешнему источнику питания, входному трансформатору, а также через вывод передачи электроэнергии на выходе трансформатора наружу.
В основном различают следующие виды лидов:
(1) подводящий провод, соединенный с концом обмоточного провода и кожухом;
(2) соединительные провода между концами обмотки;
(3) отвод обмотки соединяется с выводом отвода, соединенным с переключателем
Свинцовый материал обычно:
(1) Медный стержень без покрытия, применимый объем: 10 кВ класса 6300 кВА и ниже трансформатора;
(2) Круглый медный стержень, обернутый бумагой, область применения: трансформатор малой мощности 10 ~ 35 кВ;
(3) Медный стержень без покрытия, применимый объем: 10 кВ и ниже провода обмотки низкого напряжения;
(4) Медный многожильный провод, область применения: все уровни напряжения, особенно 110 кВ и выше;
(5) Медная труба, область применения: 220 кВ и выше.
Чтобы обеспечить достаточное изоляционное расстояние, провод через многослойную древесину, картонную изоляцию должен соответствовать требованиям по электрическим характеристикам, механической прочности, повышению температуры. Выбор выводов также основывается на напряженности электрического поля и механической прочности, а также на повышении температуры короткого замыкания и повышении температуры долговременной нагрузки.
02 Подключение провода
Формы соединения выводов трансформатора: пайка, газовая сварка, сварка холодным давлением и болтовое соединение.
Электрод пайки должен быть изготовлен из сплава фосфористой меди для соединения вывода обмотки с выводом и между выводами.
Газовая сварка применяется для сварки подводящего провода медного стержня и стыка протыкающего кожуха кабеля.
Холодная сварка давлением заключается в том, чтобы вставить две клеммы, соединенные свинцом, в металлическую трубку, а затем с помощью формы сжать металлическую трубку, прижимая две клеммы друг к другу. Сварка холодным давлением не требует нагрева, сварка относительно безопасна, нет ложной сварки, а также ожогов и других частей изоляции, качества экструзии, хорошей прочности на растяжение. Поэтому сварка холодным давлением является основным способом соединения выводов крупных трансформаторов.
Болтовое соединение в основном используется для подводящего провода, соединенного с втулкой направляющего стержня. Отводящий провод может быть разобран и может компенсировать отклонение длины отведения. Обычно изогнутая дуговая конструкция может свободно расширяться, что также известно как мягкое соединение.
03 Крепление поводка
Для обеспечения изоляционного расстояния провода, а также выдерживания вибрации и воздействия электроэнергии во время работы и короткого замыкания без смещения и деформации, для затягивания провода необходимо использовать зажимные детали.
Свинцовые зажимные детали должны иметь достаточную механическую и электрическую прочность, поэтому конструкция свинцовой зажимной детали обычно имеет деревянную опорную конструкцию, зажимные детали и металлические части корпуса трансформатора фиксируются, чтобы улучшить механическую прочность имеющихся металлических болтов, но между зажимными детали должны быть закреплены болтами с эпоксидной смолой, и есть свободное устройство. Необходимо добавить изоляционную пластину для зажима провода в качестве дополнительной изоляции, чтобы предотвратить заклинивание провода.
