O podjetju Canwin Vas zanima, kako je sestavljena struktura transformatorjev? Uporabniški priročnik | Canwin

02 Železno jedro

Železno jedro je sestavljeno iz železnega jedrnega stebra in železnega jarma. Železni jedrni steber je prekrit z navitji, železni jaram pa povezuje železni jedrni steber in tvori zaprt magnetni krog.

SLIKA 1A je enofazni transformator, SLIKA 1B pa trifazni transformator. Železno jedro lahko razdelimo na dva dela, C je del tuljave, znan kot jedrni steber. Y je del, ki se uporablja za zapiranje magnetnega vezja, imenovan jedrni jarem. Enofazni transformator ima dva jedrna stebra, trifazni transformator pa tri jedrna stebra.

Ker je magnetni pretok v jedru transformatorja izmenični pretok, je za zmanjšanje izgub zaradi vrtinčnih tokov jedro transformatorja običajno izdelano iz železnih ostružkov določene velikosti, izdelanih iz silicijeve jeklene pločevine z visoko upornostjo. Silicijeva jeklena pločevina, sestavljena iz železnega jedra, se najprej razreže v zahtevano obliko in velikost, in sicer v preluknjano pločevino, nato pa se z preluknjano pločevino združi na prekrivajoč se način. Slika 2A prikazuje železno jedro enofaznega transformatorja. Vsaka plast je sestavljena iz 4 slepih plošč. Slika 2b prikazuje železno jedro trifaznega transformatorja, vsaka plast je sestavljena iz 6 kosov, kombinacija preluknjanih kosov vsake od dveh plasti pa uporablja različne metode razporeditve za zamik spoja magnetnega vezja vsake plasti. Ta metoda sestavljanja se imenuje prekrivajoča se montaža, ki preprečuje vrtinčne tokove med jeklenimi ploščami. Ker so plasti prepletene in vložene, je mogoče uporabiti manj pritrdilnih elementov, kar poenostavi strukturo pri stiskanju jedra. Pri sestavljanju se kosi prebijala najprej prekrivajo, da tvorijo celotno železno jedro, nato se vpne spodnji jaram, zgornji kosi prebijala se izvlečejo, da se razkrije steber železnega jedra, vnaprej izdelana navitja se namestijo na steber železnega jedra in na koncu se vstavijo narisani zgornji kosi prebijala.

Glede na razporeditev navitij v jedru se transformatorji delijo na jedrne in lupinske. Razlika je predvsem v porazdelitvi magnetnega vezja, lupinski transformator obdaja tuljavo z jedrnim jarmom, jedrni transformator pa večinoma obdaja tuljavo z jedrnim jarmom, le del tuljave pa je zunaj železnega jarma, ki tvori magnetno zanko.

03 Odvajanje toplote železnega jedra

Ko transformator normalno deluje, železno jedro zaradi izgub železa proizvaja toploto, in večja kot je teža in prostornina železnega jedra, več toplote se proizvaja. Temperatura transformatorskega olja nad 95 stopinj se zlahka stara, zato je treba temperaturo površine jedra čim bolj nadzorovati pod to temperaturo, kar zahteva, da struktura za odvajanje toplote jedra hitro oddaja toploto jedra. Struktura za odvajanje toplote je namenjena predvsem povečanju površine jedra za odvajanje toplote. Odvajanje toplote železnega jedra vključuje predvsem odvajanje toplote oljnega kanala železnega jedra in odvajanje toplote zračnih poti železnega jedra.

V oljnih transformatorjih z veliko zmogljivostjo so med laminati železnega jedra pogosto nameščeni oljni utori, da se poveča učinek odvajanja toplote. Oljni utori so razdeljeni na dve vrsti, eden je vzporeden s silicijevim jeklenim listom in drugi je navpičen na jekleni list, kot je prikazano na sliki 4. Slednja razporeditev ima boljši učinek odvajanja toplote, vendar je struktura bolj zapletena.

Železno jedro suhega transformatorja se hladi z zrakom. Da temperatura železnega jedra ne preseže dovoljene vrednosti, je zračni kanal pogosto nameščen v stebru železnega jedra in železnem jarmu.

04 Hrup železnega jedra

Transformatorji med delovanjem proizvajajo hrup. Vir hrupa transformatorja je magnetostrikcija železnega jedra v silicijevem jeklenem jedru oziroma hrup transformatorskega jedra v osnovi povzroča magnetostrikcija. Magnetostrikcija se nanaša na povečanje velikosti silicijevega jeklenega jekla vzdolž magnetne indukcijske črte, ko je železno jedro vzbujeno. Velikost silicijevega jeklenega jekla se zmanjšuje v smeri, pravokotni na magnetno indukcijsko črto, kar imenujemo magnetostrikcija. Poleg tega imajo na raven hrupa določen vpliv struktura in geometrijska velikost železnega jedra ter tehnologija obdelave in izdelave železnega jedra.

Raven hrupa železnega jedra je mogoče zmanjšati z naslednjimi tehničnimi ukrepi:

(1) Uporabite visokokakovostno silicijev jekleno pločevino z majhno magnetostrikcijsko vrednostjo ε.

(2) Zmanjšajte gostoto magnetnega pretoka jedra.

(3) Izboljšajte strukturo železnega jedra.

(4) Izberite razumno velikost jedra.

(5) Uporabite napredno tehnologijo obdelave.

05 Ozemljitev železnega jedra

Med normalnim delovanjem transformatorja se električno polje med navitji in priključki ter oljnim rezervoarjem tvori neenakomerno električno polje, v katerem so železno jedro in njegovi kovinski deli. Ker potencial elektrostatične indukcije ni enak, tudi potencial vzmetenja železnega jedra in njegovih kovinskih delov ni enak. Ko lahko potencialna razlika med dvema točkama prebije izolacijo med njima, pride do iskre. Ta razelektritev lahko prebije olje transformatorja in poškoduje trdno izolacijo. Da bi se temu izognili, je treba tako jedro kot njegove kovinske dele zanesljivo ozemljiti.

Jedro mora biti ozemljeno na eni točki. Če ima železno jedro ali druge kovinske komponente dve ali več točk ozemljitve, bo ozemljitvena točka tvorila zaprto zanko, ki bo povzročila kroženje, tok pa lahko včasih doseže več deset an, kar bo povzročilo lokalno pregrevanje in razgradnjo olja, lahko pa tudi povzroči, da se ozemljitveni element zlepi in železno jedro pregori, kar ni dovoljeno. Zato mora biti jedro ozemljeno in nekoliko ozemljeno.

II. Struktura navitja transformatorja

Funkcija navitja 01

Navijanje je najosnovnejši del transformatorja, ki vzpostavlja magnetno polje in prenaša električno energijo. Navijanje je običajno ovito z izolacijskim papirjem, bakreno žico ali aluminijasto žico in nameščeno v jedru transformatorja. Jedro transformatorja mora imeti zadostno izolacijsko trdnost, mehansko trdnost in toplotno odpornost.

Vrsta navijanja

Strukturo navitja transformatorja lahko na splošno razdelimo v dve kategoriji: plastno strukturo in strukturo kolača. Plastna struktura pomeni, da so navitja vzdolž svoje osi razporejena neprekinjeno, kar se običajno uporablja v transformatorjih z nizkimi izgubami serije S8 in S9; struktura kolača pomeni, da so navitja neprekinjeno navita v kolač (segment) vzdolž svoje radialne smeri, nato pa sestavljena iz številnih kolačev, razporejenih vzdolž aksialne smeri. Običajno se uporablja v velikih in ekstra velikih transformatorjih z visoko napetostjo 110 kV in več.

V osnovi imajo navitja energetskih transformatorjev, izdelanih na Kitajskem, koncentrično strukturo. Koncentrično navijanje pomeni, da so navitja navita zunaj jedrnega stebra z enako valjasto črto na katerem koli prerezu jedrnega stebra. Med visokonapetostnim in nizkonapetostnim navitjem ter med nizkonapetostnim navitjem in železnim jedrnim stebrom mora biti določena izolacijska reža in kanal za odvajanje toplote (oljni kanal), ločena z izolirano kartonsko cevjo. Izolacijska razdalja je odvisna od napetosti navitja in razdalje, ki jo zahteva kanal za odvajanje toplote. Ko je nizkonapetostno navitje nameščeno v bližini jedrnega stebra, je potrebna izolacijska razdalja med njim in jedrnim stebrom relativno majhna, zato se lahko zmanjša velikost navitja in zmanjša tudi celotna velikost transformatorja.

Trinavitni transformator se najpogosteje uporablja v elektroenergetskih sistemih. Uporaba trinavitnega transformatorja za povezavo prenosnega sistema s tremi različnimi napetostmi je bolj ekonomična, zavzame manj prostora ter omogoča lažje vzdrževanje in upravljanje kot uporaba dveh običajnih transformatorjev. Trifazni trinavitni transformator običajno uporablja YY-△ povezavo, kar pomeni, da sta primarno in sekundarno navitje vezana v obliki črke Y, tretje navitje pa v obliki črke △, kot je prikazano na sliki XX. △ povezava je sama po sebi zaprta zanka, skozi katero teče tretji harmonik skozi isto fazo, tako da se primarni in sekundarni navitje v Y povezavi ne pojavita v tretji harmonik napetosti. Na ta način zagotavlja nevtralno točko tako za primarno kot za sekundarno stran. V sistemu za prenos na dolge razdalje je lahko tretje navitje povezano tudi s sinhrono kamero za izboljšanje faktorja moči voda.

III. Struktura transformatorskih vodnikov

01 Svinec in klasifikacija

Navitja transformatorja so zunanje priključena na vodilni konec žice, imenovan vodnik, preko vodnika pa na zunanji napajalni transformator, pa tudi preko vodnika se električna energija prenaša iz transformatorja navzven.

Obstajajo predvsem naslednje vrste potencialnih strank:

(1) svinčena žica, povezana s koncem navitne žice in ohišjem;

(2) povezovalni vodniki med konci navitja;

(3) odcep navitja je povezan z odcepnim kablom, ki je povezan s stikalom

Svinčeni material je običajno:

(1) Gola bakrena palica, ustrezno področje uporabe: transformator razreda 10 kV, 6300 kVA in manj;

(2) Okrogla bakrena palica, ovita v papir, ustrezno področje uporabe: transformator z majhno zmogljivostjo 10 ~ 35 kV;

(3) Gola bakrena palica, ustrezno področje uporabe: nizkonapetostni navitni vodniki 10 kV in manj;

(4) Bakrena večžilna žica, uporabno področje: vse napetostne ravni, zlasti 110 kV in več kot vodilo;

(5) Bakrena cev, področje uporabe: transformatorski vodnik 220 kV in več.

Da bi zagotovili zadostno izolacijsko razdaljo, mora napeljava skozi laminatni les ali kartonsko izolacijo izpolnjevati zahteve glede električnih lastnosti, mehanske trdnosti in dviga temperature. Izbira napeljave temelji tudi na jakosti električnega polja in mehanski trdnosti, pa tudi na dvigu temperature kratkega stika in dvigu temperature dolgotrajne obremenitve.

02 Priključitev vodnika

Oblike priključkov transformatorskih vodnikov so: spajkanje, plinsko varjenje, varjenje pod pritiskom in vijačni priključek.

Elektroda za spajkanje mora biti izdelana iz fosforno-bakrene zlitine za povezavo med izhodom navitja in priključkom ter med priključki.

Plinsko varjenje se uporablja za varjenje bakrenih palic, svinčenih žic in spojev ohišja kablov.

Hladnotlačno varjenje pomeni, da se dva priključka, ki ju povezuje vodnik, vstavita v kovinsko cev, nato pa se kovinska cev stisne s kalupom, pri čemer se oba priključka stisneta skupaj. Hladnotlačno varjenje ne potrebuje segrevanja, varjenje je relativno varno, ni lažnega varjenja in ožiganja vodnikov in drugih delov izolacije, kakovost ekstruzije pa je dobra, natezna trdnost pa je dobra. Zato je hladnotlačno varjenje glavni način povezovanja vodnikov za velike transformatorje.

Vijačna povezava se uporablja predvsem za povezavo vodilne žice z tulcem vodilne palice. Vodilna žica se lahko razstavi in ​​kompenzira odstopanje dolžine vodila. Običajno se ukrivljena ločna struktura vodila lahko prosto razteza, znana tudi kot mehka povezava.

03 Pritrditev povodca

Da bi zagotovili izolacijsko razdaljo kabla in vzdržali vibracije in udarce električne energije med delovanjem ter kratek stik brez premika in deformacije, je treba za pritrditev kabla uporabiti vpenjalne dele.

Vpenjalna plošča mora imeti zadostno mehansko in električno trdnost, zato je konstrukcija vpenjalne plošče običajno izdelana iz lesene nosilne konstrukcije, vpenjalna plošča in kovinski deli ohišja transformatorja pa so pritrjeni z uporabo kovinskih vijakov za izboljšanje mehanske trdnosti, vendar je treba med vpenjalnimi deli zagotoviti ohlapno tesnilo. Za vpenjanje plošče je treba dodati izolacijsko ploščo, ki preprečuje zatikanje žice.

FAQ

Prednosti