Pasi ta lexoni këtë, do të keni një kuptim të plotë të materialit dhe ndërtimit të trupit të transformatorit.

Materialet kryesore të trupit të transformatorit përfshijnë materialet e qarkut magnetik, materialet e qarkut, materialet izoluese, materialet strukturore, etj. Përdorimet dhe kategoritë specifike të materialeve janë:

1. Fletë çeliku silikoni

Në transformator, kërkesat për performancën e çelikut të silikonit janë kryesisht:

① Humbje e ulët e hekurit, e cila është treguesi më i rëndësishëm i cilësisë së fletëve të çelikut silikon. Të gjitha vendet i ndajnë klasat sipas vlerës së humbjes së hekurit. Sa më e ulët të jetë humbja e hekurit, aq më e lartë është klasa.

② Intensiteti i induksionit magnetik (induksioni magnetik) është i lartë nën fushën e fortë magnetike, e cila zvogëlon vëllimin dhe peshën e bërthamës së hekurit të motorit dhe transformatorit, dhe kursen fletë çeliku silikoni, tela bakri dhe materiale izoluese.

③ Sipërfaqja është e lëmuar, e sheshtë dhe uniforme në trashësi, gjë që mund të përmirësojë faktorin e mbushjes së bërthamës së hekurit.

④Ka shpueshmëri të mirë dhe është e lehtë për t’u përpunuar.

⑤ Ngjitja dhe saldueshmëria e filmit izolues sipërfaqësor janë të mira, gjë që mund të parandalojë korrozionin dhe të përmirësojë vetitë e shpimit.

⑥ Në thelb nuk ka plakje magnetike.

Klasifikimi dhe përkufizimi i gradës së fletës së çelikut silikoni

Transformatorët zakonisht përdorin fletë çeliku silikoni të orientuara me kokrra të petëzuara në të ftohtë për të siguruar nivelet e tyre të efikasitetit të energjisë pa ngarkesë. Fleta e çelikut silikoni të petëzuar në të ftohtë mund të ndahet në fletë çeliku silikoni të zakonshme të petëzuara në të ftohtë me orientuar me kokrra, fletë çeliku silikoni me përshkueshmëri të lartë magnetike (ose fletë çeliku silikoni me induksion të lartë magnetik) dhe fletë çeliku silikoni me lazer sipas vetive dhe metodave të përpunimit. Zakonisht, nën fushën magnetike alternative (vlera maksimale) prej 50Hz dhe 800A, fleta e çelikut silikon me polarizimin minimal magnetik B800A=1.78T~1.85T të arritur nga bërthama e hekurit quhet fletë çeliku silikoni e zakonshme, e shënuar si "CGO", dhe B800A=1.85T ose më shumë. Dallimi kryesor midis çelikut Hi-B dhe çelikut silikon konvencional është: tekstura e orientimit Gaussian të çelikut Hi-B. Shkalla e çelikut silikon është shumë e lartë, domethënë, shtrirja e kokrrave të çelikut silikon në drejtimin e magnetizimit të lehtë është shumë e lartë. Në industri, procesi sekondar i rikristalizimit përdoret për të prodhuar fletë çeliku silikoni me një përmbajtje silikoni prej 3%. Orientimi i kokrrizave të çelikut Hi-B është shumë i lartë. Devijimi mesatar nga drejtimi i rrotullimit është 3°, ndërsa ai i fletës së zakonshme të çelikut të silikonit është 7°, kështu që çeliku Hi-B ka përshkueshmëri magnetike më të lartë, zakonisht B800A e tij mund të arrijë më shumë se 1.88T, gjë që përmirëson strukturën e orientimit Gaussian dhe përshkueshmëria magnetike zvogëlon humbjen e hekurit. Një tjetër veçori e çelikut Hi-B është se tensioni elastik i filmit të qelqit dhe veshjes izoluese të bashkangjitur në sipërfaqen e fletës së çelikut është 3~5N/mm2, që është më i mirë se 1~2 N/mm2 i fletës së zakonshme të çelikut të silikonit të orientuar. Shtresa e tensionit të lartë zvogëlon gjerësinë e domenit magnetik dhe zvogëlon humbjet anormale të rrymave vorbull. Prandaj, çeliku Hi-B ka vlerë më të ulët të humbjes së hekurit sesa fleta konvencionale e çelikut të silikonit të orientuar me kokrriza.

Fleta e çelikut silikon të shënuar me lazer bazohet në çelikun Hi-B, nëpërmjet teknologjisë së rrezatimit me rreze lazeri, sipërfaqja tendoset pak, boshti magnetik rafinohet më tej dhe arrihet humbje më e ulët e hekurit. Fletët e çelikut silikon të shënuara me lazer nuk mund të kaliten, sepse efekti i trajtimit me lazer do të zhduket nëse temperatura rritet.

Zakonisht është rreth 1.56T, që është rreth 20% e ndryshme nga dendësia e fluksit të ngopjes së fletës konvencionale të çelikut të silikonit 1.9T, kështu që dendësia e fluksit të projektuar të transformatorit gjithashtu duhet të reduktohet me 20%. Dendësia e fluksit të projektuar të transformatorëve me vaj të aliazhit amorf është zakonisht nën 1.35T. Dendësia magnetike e projektuar e ndryshimit të thatë të aliazhit kristalor është zakonisht nën 1.2T.

2) Shiritat e bërthamës së agregatit amorf janë të ndjeshëm ndaj stresit. Pasi shiritat e bërthamës stresohen, performanca pa ngarkesë përkeqësohet lehtë. Prandaj, duhet t'i kushtohet vëmendje e veçantë strukturës. Bërthama duhet të jetë e varur në kornizën mbështetëse dhe në bobinë. Të mbajë gravitetin e vet, dhe në të njëjtën kohë, duhet t'i kushtohet vëmendje e veçantë gjatë procesit të montimit, në mënyrë që bërthama e hekurit të mos sforcohet, dhe rrahja dhe metodat e tjera duhet të zvogëlohen.

3) Magnetostriksioni është rreth 10% më i madh se ai i fletëve konvencionale të çelikut prej silikoni, kështu që zhurma e tij është e vështirë për t'u kontrolluar, gjë që është gjithashtu një nga arsyet kryesore për kufizimin e promovimit të gjerë të transformatorëve të aliazhit amorf. Zhurma e transformatorit paraqet kërkesa më të larta, të cilat ndahen në zona të ndjeshme dhe zona jo të ndjeshme, dhe kërkesat e nivelit të zhurmës paraqiten në një mënyrë të synuar, gjë që kërkon ulje të mëtejshme të dendësisë magnetike të projektimit të bërthamës.

4) Shiriti i aliazhit amorf është i hollë, me një trashësi prej vetëm 0.03 mm, kështu që nuk mund të shndërrohet në një formë petëzimi si një fletë çeliku silikoni konvencionale, por mund të shndërrohet vetëm në një bërthamë hekuri të mbështjellë. Prandaj, struktura e bërthamës së hekurit e prodhuesve konvencionalë të transformatorëve nuk mund të përpunohet vetë. Duke u bazuar në seksionin drejtkëndor të shiritit të bërthamës së hekurit të mbështjellë, spiralja e transformatorit të aliazhit amorf zakonisht shndërrohet gjithashtu në një strukturë drejtkëndëshe;

5) Shkalla e lokalizimit nuk është e mjaftueshme. Aktualisht, importohen kryesisht shirita aliazh amorf nga Hitachi Metals, dhe lokalizimi po realizohet gradualisht. Në Kinë, Antai Technology dhe Qingdao Yunlu kanë brez të gjerë aliazh amorf (213 mm, 170 mm dhe 142 mm), dhe ende ekziston një hendek i caktuar midis performancës së tij dhe qëndrueshmërisë së shiritave të importuar.

6) Gjatësia maksimale e shiritit është e kufizuar. Gjatësia maksimale e shiritit periferik të jashtëm të shiritit të aliazhit amorf në fazën e hershme është gjithashtu shumë e kufizuar për shkak të kufizimit të madhësisë së furrës së kalitjes. Megjithatë, aktualisht është zgjidhur në thelb, dhe mund të prodhohen aliazhe amorfe me një gjatësi maksimale të shiritit periferik prej 10 m. Korniza me bërthamë hekuri mund të përdoret për të prodhuar ndërrim të thatë të aliazhit amorf 3150 kVA e poshtë dhe ndërrim vaji të aliazhit amorf 10000 kVA e poshtë.

Bazuar në efektin e shkëlqyer të kursimit të energjisë të transformatorëve të aliazhit amorf, së bashku me promovimin e ruajtjes së energjisë dhe reduktimit të emetimeve kombëtare dhe një sërë politikash, pjesa e tregut të transformatorëve të aliazhit amorf është në rritje, dhe duke marrë parasysh shiritin e aliazhit amorf (aktualisht 26.5 juanë)/kg) çmimi është rreth dyfishi i fletëve të çelikut silikon konvencional (30Q120 ose 30Q130), dhe hendeku me bakrin është relativisht i vogël. Duke marrë parasysh cilësinë e produkteve të rrjetit elektrik dhe kërkesat e ofertave, transformatorët e aliazhit amorf zakonisht përdorin përçues bakri. Krahasuar me fletët e çelikut silikon konvencional, hendeku kryesor i kostos së transformatorëve të aliazhit amorf është si më poshtë:

1) Për shkak të strukturës së bërthamës së mbështjellë, struktura trefazore me pesë kolona duhet të përdoret për llojin e bërthamës së transformatorit, e cila mund të zvogëlojë peshën e bërthamës me një kornizë dhe vështirësinë e montimit. Struktura trefazore me pesë kolona dhe struktura trefazore me tre kolona kanë avantazhet dhe disavantazhet e tyre në aspektin e kostos. Aktualisht, shumica e prodhuesve përdorin një strukturë trefazore me pesë kolona. Bërthama dhe montimi i hekurit me një kornizë të vetme të blerë tregohen në Figurën 2:

2) Meqenëse prerja tërthore e boshtit është drejtkëndëshe, për të mbajtur distancën e izolimit të qëndrueshme, bobinat e tensionit të lartë dhe të ulët janë bërë gjithashtu në një strukturë drejtkëndëshe përkatëse.

1) Meqenëse dendësia magnetike e projektimit të bërthamës është rreth 25% më e ulët se ajo e transformatorëve konvencionalë të fletës së çelikut silikon, dhe koeficienti i petëzimit të bërthamës së saj është rreth 0.87, që është shumë më i ulët se ai i transformatorëve konvencionalë të fletës së çelikut silikon prej 0.97, sipërfaqja e prerjes tërthore të projektimit të saj duhet të jetë më e madhe se ajo e transformatorëve konvencionalë të fletës së çelikut silikon. Nëse është më e madhe se 25%, perimetri përkatës i spiraleve të tensionit të lartë dhe të ulët do të rritet gjithashtu në përputhje me rrethanat. Në të njëjtën kohë, është gjithashtu e nevojshme të merret në konsideratë rritja e gjatësisë së spiraleve të spirales së tensionit të lartë dhe të ulët. Për t'u siguruar që humbja e ngarkesës së spirales të mos ndryshojë, sipërfaqja e prerjes tërthore të telit duhet të jetë përkatësisht, përmbajtja e bakrit e transformatorëve të lidhjeve amorfe është rreth 20% më e lartë se ajo e transformatorëve konvencionalë.

3. Materialet e Qarkut

Përmbledhje

Qarku i brendshëm i transformatorit përbëhet kryesisht nga dredha-dredha (të njohura edhe si bobina). Ai është i lidhur direkt me rrjetin e jashtëm të energjisë dhe është përbërësi kryesor i transformatorit. Qarku i brendshëm i transformatorit zakonisht përbëhet nga dredha-dredha teli. Telat e bakrit dhe telat e aluminit ndahen në tela të rrumbullakët, tela të sheshtë (të cilët mund të ndahen më tej në tela të vetëm, tela të kombinuar dhe tela të transpozuar), përçues të fletë metalike, etj., sipas formës së prerjes tërthore të telave. Shtresat, dhe së fundmi formojnë dredha-dredha të përgjithshme. Prandaj, materialet kryesore përçuese të qarkut të transformatorit janë bakri dhe alumini.

3.1 Krahasimi i karakteristikave të bakrit dhe aluminit

Si bakri ashtu edhe alumini janë materiale metalike me përçueshmëri të mirë elektrike dhe përdoren zakonisht si përçues për prodhimin e spiraleve të transformatorëve. Dallimet në vetitë fizike tregohen në tabelën e mëposhtme:

3.2 Krahasimi i performancës së telave bakër-alumin në mbështjelljet e transformatorit

Dallimi i transformatorit bakër-alumin përcaktohet gjithashtu nga ndryshimi i materialeve, i cili mishërohet në aspektet e mëposhtme:

1) Rezistenca e përçuesve të bakrit është vetëm rreth 60% e asaj të përçuesve të aluminit. Për të arritur të njëjtat kërkesa për humbje dhe rritje të temperaturës, sipërfaqja e prerjes tërthore të përçuesve të aluminit që do të përdoren është më shumë se 60% më e madhe se ajo e përçuesve të bakrit, kështu që kërkohet i njëjti kapacitet dhe të njëjtat parametra. Vëllimi i transformatorit të përçuesit të aluminit është zakonisht më i madh se ai i transformatorit të përçuesit të bakrit, por zona e shpërndarjes së nxehtësisë së transformatorit rritet gjithashtu në këtë kohë, kështu që rritja e temperaturës së vajit është më e ulët;

2) Dendësia e aluminit është vetëm rreth 30% e asaj të bakrit, kështu që transformatorët e shpërndarjes së përçuesve të aluminit janë më të lehtë se transformatorët e shpërndarjes së përçuesve të bakrit;

3) Pika e shkrirjes së përçuesit të aluminit është shumë më e ulët se ajo e përçuesit të bakrit, kështu që kufiri i rritjes së temperaturës së rrymës së qarkut të shkurtër është 250 ℃, që është më i ulët se 350 ℃ e përçuesit të bakrit. I madh, kështu që vëllimi është gjithashtu më i madh se transformatori i përçuesit të bakrit;

4) Fortësia e përcjellësit të aluminit është e ulët, kështu që gërryerja sipërfaqësore është më e lehtë për t'u eliminuar, kështu që pasi të jetë prodhuar transformatori, probabiliteti i qarkut të shkurtër midis kthesave ose shtresave të shkaktuar nga gërryerja zvogëlohet;

5) Për shkak të rezistencës së ulët në tërheqje dhe në shtypje të përçuesve të aluminit dhe rezistencës së dobët mekanike, transformatorët përçues të aluminit nuk janë aq të aftë për qark të shkurtër sa transformatorët përçues të bakrit. Limiti i stresit të përçuesit është 1600kg/cm2, dhe kapaciteti mbajtës është përmirësuar shumë;

6) Procesi i saldimit midis përcjellësit të aluminit dhe përcjellësit të bakrit është i dobët, dhe cilësia e saldimit të nyjes nuk është e lehtë për t'u garantuar, gjë që ndikon në besueshmërinë e përcjellësit të aluminit në një farë mase.

7) Nxehtësia specifike e përçuesit të aluminit është 239% e asaj të përçuesit të bakrit, por duke marrë parasysh ndryshimin në dendësi dhe dendësi elektrike të projektimit midis të dyve, ndryshimi aktual i konstantës kohore termike midis të dyve nuk është aq i madh sa ndryshimi specifik i nxehtësisë. Kapaciteti i mbingarkesës afatshkurtër i transformatorëve të tipit të thatë ka pak efekt.

4. Materiali izolues

Përmbledhje

Megjithatë, besueshmëria dhe jetëgjatësia e një transformatori varen në një masë të madhe nga materiali izolues i përdorur. Materialet izoluese, të njohura edhe si dielektrik, janë substanca me rezistencë të lartë dhe përçueshmëri të ulët. Materialet izoluese mund të përdoren për të izoluar përçuesit që janë të ngarkuar ose në potenciale të ndryshme, duke lejuar që rryma të rrjedhë në një drejtim të caktuar. Në produktet e transformatorëve, materialet izoluese luajnë gjithashtu rolet e shpërndarjes së nxehtësisë, ftohjes, mbështetjes, fiksimit, shuarjes së harkut, përmirësimit të gradientit të potencialit, rezistencës ndaj lagështirës, ​​rezistencës ndaj mykut dhe mbrojtjes së përçuesit. Nën veprimin e tensionit DC, vetëm një rrymë shumë e vogël rrjedh përmes materialit izolues. Rezistenca e tij (duke iu referuar rezistencës vëllimore në ajër) është relativisht e lartë, përgjithësisht 108~1020Ω·cm (rezistenca e përçuesit është 10-6~10-3Ω·cm, dhe rezistenca e gjysmëpërçuesit është 10-3~108Ω cm).

Materiali izolues ka një rezistencë shumë të madhe ndaj rrymës DC. Për shkak të rezistencës së tij të lartë, nën veprimin e tensionit DC, ai është praktikisht jo-përçues përveç një rryme rrjedhjeje sipërfaqësore shumë të vogël; ndërsa ka kapacitet ndaj rrymës AC. Rryma elektrike gjithashtu konsiderohet përgjithësisht jo-përçuese. Sa më e lartë të jetë rezistenca e materialit izolues, aq më të mira janë vetitë e tij izoluese.

Materialet izoluese përdoren në transformatorë për të izoluar pjesët përçuese nga njëra-tjetra në tokë (potension zero). Kur përdoren në mbështetëse të ndryshme, ato duhet të kenë edhe veti të mira mekanike. Përveç kësaj, materialet izoluese luajnë edhe role të tjera, të tilla si ftohja, fiksimi, ruajtja e energjisë, shuarja e harkut, përmirësimi i gradientit të potencialit, rezistenca ndaj lagështirës, ​​mykut dhe mbrojtja e përçuesve.

Në mënyrë tipike, materialet izoluese ndahen në tre kategori:

1) Materialet izoluese të gazrave: Nën temperaturë dhe presion normal, gazrat e thatë në përgjithësi kanë veti të mira izoluese, siç janë ajri, azoti, hidrogjeni, dioksidi i karbonit, heksafluoridi i squfurit etj. Midis tyre, ajri dhe heksafluoridi i squfurit përdoren gjerësisht në transformatorë;

2) Material izolues i lëngshëm: Materiali izolues i lëngshëm zakonisht ekziston në formën e vajit, i njohur edhe si vaj izolues. Si vajra minerale, vajra bimorë, estere sintetike, etj.;

3) Materiale izoluese të ngurta: të tilla si bojë izoluese, ngjitës izolues, letër izoluese, karton izolues, karton i valëzuar, plastikë dhe filma elektrikë, laminate elektrikë (shufra, tuba), rrëshirë epoksi e derdhur, porcelan elektrik, gomë, produkte mikë, etj.

4.1 Vaj izolues

Vaji izolues karakterizohet nga forcë e lartë elektrike, rezistencë e lartë ndaj rrufeve, pikë e ulët ngrirjeje, temperaturë performance nën veprimin e oksigjenit, temperaturë e lartë dhe fushë e fortë elektrike, jo-toksik, jo-korroziv, viskozitet i ulët, rrjedhshmëri e mirë etj. Përdoret gjerësisht në produktet elektrike si transformatorë, ndërprerës vaji, kondensatorë dhe kabllo, dhe luan rolin e izolimit, ftohjes, impregnimit dhe mbushjes. Përveç kësaj, luan edhe rolin e shuarjes së harkut në ndërprerësit e vajit dhe të ruajtjes së energjisë në kondensatorë.

Vaji izolues luan rolin e dyfishtë të izolimit dhe ftohjes në transformator në të njëjtën kohë;

Vajrat izolues aktualisht ndahen përgjithësisht në kategoritë e mëposhtme:

1) Vaj mineral: si vaji i transformatorit, vaji i ndërprerësit, vaji i kondensatorit, vaji i kabllove;

2) Vaj sintetik: siç është dodecilbenzeni, vaji i silikonit, esteri sintetik, etj.;

3) Vaj perimesh;

4.2 Rrëshirë epoksi

Rrëshira epoksi është një përbërës polimer. Rrëshira karakterizohet nga një material organik i ngurtë, gjysmë i ngurtë ose kuazi i ngurtë me një masë molekulare të papërcaktuar (zakonisht të lartë), një tendencë për të rrjedhur kur i nënshtrohet stresit, zakonisht një gamë zbutjeje ose shkrirjeje dhe një prerje tërthore të ngurtë që shpesh paraqet një formë si guaskë. Ka karakteristikat themelore të mëposhtme:

1) Zinxhiri molekular është shumë i gjatë, secili zinxhir përmban qindra ose edhe dhjetëra mijëra atome, të cilat janë të lidhura kovalente me njëri-tjetrin;

2) Zinxhiri i gjatë molekular përbëhet nga njësia më e vogël përsëritëse, domethënë nga hallka e zinxhirit, dhe numri i hallkave të zinxhirit në një molekulë quhet shkalla e polimerizimit;

3) Forca totale ndërmolekulare e makromolekulave shpesh tejkalon forcën e lidhjes kimike midis atomeve në molekulë, kështu që përbërjet polimerike kanë një sërë karakteristikash: për shembull, nuk ka polimer të gaztë, procesi i tretjes së polimerit është shumë i ngadaltë, etj. Nëse ka lidhje tërthore midis molekulave, kjo veçori është edhe më dalluese.

Rrëshira epoksi i referohet oligomerëve që përmbajnë grupe funksionale epoksi. Rrëshirat epoksi filluan të shfaqen në vitin 1891. Pas vitit 1947, shumë kompani në Shtetet e Bashkuara dhe Zvicër sintetizuan me sukses rrëshirat epoksi të bisfenolit A në mënyrë industriale. Vendi im filloi prodhimin në vitin 1956.

Vetitë izoluese elektrike të materialeve epoksi janë veçanërisht të jashtëzakonshme. Kur nuk shtohet mbushës, EB e produktit të kuruar është më e lartë se 16MV/m, pV është më e lartë se 1011Ω·m, εr është 3 deri në 4, dhe tanδ është rreth 0.002 nën frekuencën e fuqisë. Prandaj, rrëshirat unazore me oksigjen 20% përdoren për izolim elektrik dhe elektronik, siç është bojëra impregnuese epoksi si bojë izoluese e klasit B, duke impregnuar dredha-dredha të statorit të motorëve të vegjël dhe të mesëm; bojëra epoksi pa tretës përdoret për impregnim vakumi të dredha-dredhave të mëdha të statorit të motorëve; laminatet (pllakat, tubat, shufrat) përdoren si pyka dhe distancues të motorëve, shufrave të funksionimit të çelësave të tensionit të lartë; ngjitësit përdoren për lidhjen e bushingjeve elektrike prej porcelani me tension të lartë; materialet e derdhura përdoren për izolimin e diskut në pajisjet elektrike të kombinuara (GIS) të mbyllura plotësisht me heksafluorid squfuri. Komponentë të tillë si izolatorë, transformatorë dhe kondensatorë qeramikë me tension të lartë. Aktualisht, emrat e markave të rrëshirave epoksi ose të rrëshirave epoksi të modifikuara të prodhuara në Kinë ende nuk janë uniforme për momentin. Emrat e prodhuesve të ndryshëm të rrëshirave epoksi në të gjithë botën janë gjithashtu të ndryshëm dhe duhet të identifikohen me markë tregtare.

Rrëshirat epoksi janë thjesht oligomere dhe mund të përdoren vetëm pas tharjes. Agjenti tharës mund të reagojë me rrëshirën epoksi për të lidhur molekulat e rrëshirës nga një strukturë lineare në një strukturë të trashë. Promovuesit/katalizatorët mund të zvogëlojnë energjinë e aktivizimit të reaksionit dhe mund të nxisin/rregullojnë procesin e reaksionit të xhelit të materialit të derdhur. Agjenti tharës përdor hidrogjenin aktiv që përmbahet në të për të kryer një reaksion shtimi me hapje unaze me grupin aktiv epoksi në rrëshirë për të arritur tharjen. Hidrogjeni aktiv është -NH2, -NH-, -COOH, -OH dhe -SH në agjentin tharës ose përshpejtuesin në hidrogjen. Agjentët tharës të përdorur zakonisht janë aminat dhe anhidridet acide. Disa agjentë tharës kërkojnë përshpejtues/katalizatorë, disa kërkojnë kushte të temperaturës së lartë dhe disa mund të reagojnë dhunshëm në temperatura të ulëta. Agjentë të ndryshëm tharës gjithashtu do të çojnë në ndryshime të mëdha në vetitë e produkteve të thara, të cilat kanë një ndikim të rëndësishëm në vetitë përfundimtare të produktit. Prandaj, është shumë e rëndësishme të projektohet dhe zgjidhet agjenti tharës në sistemin e formulimit të rrëshirës epoksi.

Izolimi epoksi përdoret në transformatorët e tipit të thatë dhe është një zhvillim i ri në 40 vitet e fundit. Jetëgjatësia e projektuar e bobinës së transformatorit kërkohet të arrijë 30 vjet dhe shkalla e rezistencës ndaj nxehtësisë duhet të arrijë gradën F. Është e vështirë që materialet e përgjithshme të përmbushin kërkesat.

Për këtë qëllim, është e nevojshme të projektohen, optimizohen, testohen dhe verifikohen materialet e përdorura dhe sistemet dhe proceset e formulimit të tyre në mënyrë që të arrihet efekti i dëshiruar. Në transformatorin e tipit të thatë të izoluar me rrëshirë, sistemi i rrëshirës epoksi formohet me derdhje ose zhytje, dhe më pas kurohet termikisht për të formuar izolimin e spirales (domethënë, izolimin gjatësor). Gjatë gjithë funksionimit të transformatorit të tipit të thatë, izolimi i rrëshirës epoksi duhet gjithashtu të sigurojë izolimin elektrik të spirales dhe forcën mekanike, dhe të shpërndajë nxehtësinë brenda spirales përmes përçueshmërisë termike.

Dobësia e saj më e madhe është pakthyeshmëria dhe mosndreqshmëria e defekteve dhe dëmtimeve të izolimit nga rrëshira (përgjithësisht defekte në procesin e prodhimit dhe dëmtime në procesin e operimit). Prandaj, shmangia e çarjeve të izolimit të ngurtë, shmangia e defekteve të derdhjes dhe shmangia e shkarkimit të pjesshëm (domethënë, shkarkimit të pjesshëm) janë veçanërisht të rëndësishme dhe bëhen çelësi i teknologjisë së prodhimit të izolimit të ngurtë, si dhe janë në qendër të konkurrencës midis prodhuesve.

Për shkak të rritjes së lartë të temperaturës së shkaktuar nga humbja gjatë funksionimit të transformatorit, izolimi i rrëshirës funksionon në temperaturë të lartë për një kohë të gjatë (siç është transformatori i klasit F, temperatura maksimale e projektuar e punës është përgjithësisht rreth 140 ℃), dhe transformatori mund të jetë në një temperaturë të lartë para vënies në punë dhe gjatë mirëmbajtjes. Temperatura të ulëta (siç është -30 ℃), dhe transformatori do t'i nënshtrohet goditjes së madhe elektrike të rrufesë me tension të lartë ose qarkut të shkurtër në çdo kohë. Bobinat e izoluara me rrëshirë duhet të jenë në gjendje të përshtaten me këto ndryshime dhe të jenë në gjendje t'i rezistojnë ose t'i rezistojnë goditjeve elektrodinamike të qarkut të shkurtër në temperatura ekstreme të larta dhe të ulëta. Prandaj, vendosen kërkesa jashtëzakonisht të rrepta për vetitë termike, mekanike dhe elektrike të sistemeve të izolimit epoksi.

Aktualisht ekzistojnë dy lloje sistemesh të materialeve izoluese për transformatorët e derdhur në rrëshirë, njëri është "derdhje me rrëshirë të pastër + përforcim me fibra qelqi me shkallë të lartë mbushjeje" dhe tjetri është "derdhje me pluhur kuarci rrëshire + përforcim lokal me rrjetë qelqi të parapreguar".

Sistemi i izolimit (domethënë, struktura konvencionale e izolimit) mbulon një fushë më të gjerë sesa sistemi i materialeve izoluese. I referohet izolimit të pajisjeve elektrike (ose komponentëve të tij të pavarur) në tërësi, duke përfshirë jo vetëm materialet izoluese dhe kombinimet e tyre, por edhe izolimin dhe përçuesit. Ose marrëdhënia midis magneteve, marrëdhënia me fushën elektrike, marrëdhënia midis izolimit dhe mjedisit përreth (gaz ose lëng dhe kushtet e tij, ndotja sipërfaqësore, kushtet e shpërndarjes së nxehtësisë, forca mekanike ose rrezatimi, etj.), etj., dhe përshtatshmëria e tij ndaj parametrave operativë të sistemit të energjisë. Izolimi i tij. Rrjedha e ajrit dhe shpërndarja e nxehtësisë në transformatorin e tipit të thatë, stresi i izolimit, etj., janë të gjitha brenda fushëveprimit të sistemit të izolimit që duhet të merret në konsideratë.

4.3 Letër izoluese

Letra me fibra bimore ndahet në fibra druri, fibra pambuku dhe fibra kërpi, nga të cilat më e përdorura është letra me fibra të tulit të drurit të pastër sulfat. Bredhi, pisha koreane dhe drurë të tjerë përbëhen kryesisht nga celuloza, e cila është një përbërës polimer natyror. Metoda e prodhimit të letrës izoluese përdor një metodë kimike, siç është metoda e sulfatit. Në këtë metodë, përbërësi kryesor i lëngut të gatimit është sulfidi i natriumit (Na2S). Sulfidi i natriumit hidrolizohet për të gjeneruar sulfur hidrogjeni natriumi dhe hidroksid natriumi. Celuloza reagon dhe e tret atë në sodë kaustike. Lëngu i gatimit është relativisht i butë, kështu që pesha molekulare e celulozës zvogëlohet shumë pak. Letrat izoluese të celulozës bimore që përdoren zakonisht në transformatorë janë: letra e kabllove të energjisë, letra e kabllove të tensionit të lartë dhe letra izoluese ndër-kthesash e transformatorëve.

1) Letër për kabllo: Letra për kabllo është bërë nga tul kraft, klasat janë DL08, DL12, DL17, trashësitë janë përkatësisht 0.08 mm, 0.12 mm dhe 0.17 mm, dhe furnizohet në rrotulla. Pasi letra e kabllos të jetë e impregnuar me vaj transformatori, forca e saj mekanike dhe forca elektrike do të përmirësohen ndjeshëm. Për shembull, forca elektrike e letrës së kabllos së energjisë në ajër është 6~9×103kV/m, dhe pas tharjes dhe zhytjes së vajit të transformatorit, forca elektrike arrin 70~90×103kV/m. Ka stabilitet të mjaftueshëm termik dhe zakonisht përdoret si izolim i mbështjelljes dhe izolim ndërmjet shtresave. Letra e kabllos përfshin gjithashtu letër kabllosh me tension të lartë, letër kabllosh me tension të ulët, letër kabllosh me dendësi të lartë dhe letër krep izoluese. Letra e kabllove me tension të lartë është e përshtatshme për transformatorët 110-330kV dhe transformatorët, me tangjentë të ulët humbjeje dielektrike; Letra për kabllo me tension të ulët përdoret për izolimin e kabllove të energjisë dhe transformatorëve ose produkteve të tjera elektrike prej 35kV e poshtë; letra izoluese krep është bërë nga letër izoluese elektrike. Është bërë nga përpunimi i rrudhave, dhe ka rrudha përgjatë drejtimit të saj tërthor, të cilat tërhiqen kur shtrihen. Shpesh përdoret për mbështjelljen e izolimit të transformatorëve të zhytur në vaj, siç është mbështjellja izoluese e prizave të spirales, përçuesve dhe pajisjeve mbrojtëse elektrostatike; letra për kabllo me dendësi të lartë është gjithashtu izoluese. Një lloj letre krep, forca elektrike është 100% deri në 150% më e lartë se letra e përgjithshme e krep, forca mekanike është 50% më e lartë, forca elektrike është e lartë, rezistenca ndaj vajit është e mirë, elasticiteti është i mirë dhe është e lehtë për t'u shtrirë. Mund të përdoret si përçues në vend të shiritit të llakuar. Dhe izolimin e lidhjeve dhe kthesave të telave.

2) Letër telefoni: Letra telefonike është gjithashtu e bërë nga tul sulfati, i cili përdoret zakonisht në kabllot telefonike. Ka rezistencë të dobët mekanike dhe përdoret përgjithësisht si izolim kthesash, izolim shtresash ose izolim mbulues i përçuesve.

3) Letër kondensatori: Letra kondensatorike ndahet në Klasën A dhe Klasën B sipas kërkesave të përdorimit. Letra kondensatorike e Klasës A përdoret për kondensatorët dielektrikë të letrës së metalizuar në industrinë elektronike. Klasa B përdoret kryesisht si dielektrik ndërpolar për kondensatorët e fuqisë. Letra kondensatorike karakterizohet nga ngushtësi e lartë dhe trashësi e hollë. Në përgjithësi, transformatorët e rrymës shpesh përdorin letër kondensatori, dhe transformatorët përdoren rrallë.

4) Letër izoluese e mbështjellë: Letra izoluese e mbështjellë përdoret si letër mbështetëse e letrës së masës, dhe letra e masës përdoret për të mbështjellë cilindrin (tubin) izolues dhe mëngën kapacitive, e cila karakterizohet nga fakti që lartësia e thithjes së ujit është më e lartë se letra e kabllit dhe më e ulët se letra e impregnimit. Letra e ngjitur ndahet në të ngjitur njëanësh ose dyanësh (rrëshirë fenolike ose epoksi), e cila thahet në temperaturë të ulët. Kur letra e ngjitur përdoret për të bërë një tub letre ose për të presuar një petëzuar, ngjitësi thahet përfundimisht kur nxehet dhe shtypet. , Rrotulla është përgjithësisht shirit njëanësh, dhe shiriti i shtypur është shirit dyanësh. Përveç kësaj, ekziston edhe letra e ngjitur me diamant (letër e ngjitur me rrjetë), e cila përdoret për izolimin ndërshtresor të spiraleve të mbështjelljes së fletës së zhytur në vaj. Pas tharjes, ajo siguron ngjitjen midis izolimeve dhe midis izolimit dhe fletës, duke rritur forcën dhe përshkueshmërinë e mirë të vajit.

Letra izoluese konvencionale e transformatorëve përdoret kryesisht për letrën e kabllove, letrën krep dhe letrën shpërndarëse romb, të cilat përdoren në transformatorë si izolim midis kthesave, izolim midis shtresave, lidhje plumbi etj. Zakonisht, çmimet e llojeve të ndryshme të letrës izoluese nuk janë të ndryshme. Do të jenë shumë të larta, rreth 20 juanë/kg.

4.4 Materiale elektrike kompozite

Filmat e hollë elektrikë dhe materialet kompozite elektrike kanë veti të shkëlqyera dielektrike dhe i përkasin materialeve izoluese me fletë të hollë. Filmat elektrikë përfshijnë filmin poliester dhe filmin poliimid, të cilët mund të përdoren gjithashtu si izolim teli dhe izolim ndërmjet shtresave në transformatorë. Materiali kompozit elektrik është një produkt kompozit i bërë nga njëra anë ose dy anët e materialit të lidhur me film me fibra, i cili mund të përdoret si izolim ndërmjet shtresave në transformatorë, veçanërisht në bobinat e mbështjella me fletë metalike të transformuara në mënyrë të thatë, dhe bobinat me tension të ulët zakonisht bëhen nga materiale kompozite. Pas impregnimit me rrëshirë, përdoret si izolim ndërmjet shtresave. Materialet kompozite të përdorura zakonisht janë DMD, GHG etj.

Emri i plotë i DMD është film poliesteri me fibra poliesteri, material kompozit i butë jo i endur, i cili ndahet në rrëshirë të para-impreguar DMD dhe DMD jo të para-impreguar. D) Kompoziti i butë i prodhuar me tre shtresa. DMD ka izolim të shkëlqyer elektrik, rezistencë ndaj nxehtësisë dhe forcë mekanike, si dhe veti të shkëlqyera impregnimi. DMD jo e para-preguar mund të përdoret si izolim ndërmjetës për transformatorët e zhytur në vaj, dhe DMD e para-preguar mund të përdoret si izolim ndërmjetës për bobinat e mbështjella me fletë metalike me tension të ulët në transformatorët e tipit të thatë të Klasës F. Treguesit e tij specifikë të performancës tregohen në tabelën e mëposhtme:

Emri i plotë i GHG është material kompozit i butë me fibra qelqi të rrëshirës së gradës H, i para-impreguar me film poliimid. Është një material kompozit i butë me tre shtresa i bërë nga pëlhurë me fibra qelqi (G) e ngjitur në të dyja anët e një filmi poliimid (H). Krahasuar me DMD, ai ka rezistencë më të mirë ndaj nxehtësisë dhe mund të përdoret për izolimin ndërshtresor të spiraleve të mbështjella me fletë metalike me tension të ulët të transformatorëve të tipit të thatë me izolim të klasit H.

Emri i plotë i NHN është film poliimid, fibër poliaramid, letër e butë kompozite. NHN është aktualisht materiali izolues me shtresa të holla më i lartë, me rezistencë të shkëlqyer ndaj nxehtësisë, veti të mira dielektrike, thithje të ulët të ujit dhe rezistencë të shkëlqyer ndaj lagështirës. I përket materialit izolues të klasës H dhe mund të përdoret për izolimin ndërshtresor të transformatorëve të tipit të thatë të klasës H. Parametrat e tij specifikë të performancës tregohen në tabelën e mëposhtme:

4.5 Karton izolues

Kartoni izolues është bërë nga letër e pastër kraft për prodhimin e pulpës së drurit dhe mund të përdoret për distancues për boshllëqe vaji, mbështetëse për boshllëqe vaji, ndarës, tuba kartoni, letër të valëzuar, izolim të zgjedhës së hekurit, izolim të kapëses dhe pllaka presioni të mbështjelljes së izolimit fundor për mbështjellje byreku etj., trashësia e tij e zakonshme është 1.0 mm, 1.5 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 6 mm. Kartoni izolues ndahet në karton me dendësi të ulët, karton me dendësi të mesme dhe karton me dendësi të lartë sipas dendësisë. Letra me dendësi të ulët zakonisht quhet karton i butë T3, dendësia është midis 0.75 g/cm3 dhe 0.9 g/cm3, fortësia është e ulët dhe shpesh përdoret për përkuljen e pjesëve ose për të bërë pjesë elastike pas lagies, siç është formimi i unazave këndore, pjesëve unazore dhe tubave të letrës së butë. Kartoni me dendësi të ulët ka shkallë të lartë thithjeje të vajit, formueshmëri të mirë, por veti mekanike të dobëta. Kartoni me dendësi të mesme zakonisht quhet karton T1, me një dendësi midis 0.95g/cm3 dhe 1.15g/cm3, përdoret si mbështetëse, etj.; kartoni me dendësi të lartë. Kartoni zakonisht quhet karton T4, me një dendësi nga 1.15g/cm3 deri në 1.3g/cm3, dhe përdoret si tub kartoni izolues, pllakë presioni izoluese dhe unazë fundore. Në strukturën ndarëse të pllakës së vajit të përbërë nga tuba letre shumështresorë me spirale tensioni të lartë, kartoni i valëzuar mund të përdoret gjithashtu në vend të mbështetëseve të kartonit për të formuar boshllëqe vaji, të cilat mund të kursejnë materiale në bazë të sigurimit të performancës izoluese.

4.6 Fletë polipropileni

Filmi i polipropilenit është bërë nga rrëshirë polipropileni (PP) e ekstruduar në një fletë të trashë dhe e shtrirë në një drejtim. 0.92g/cm3. 2) Ka veti të mira elektrike dhe stabilitet kimik, koeficienti relativ dielektrik është 2 deri në 2.2, dhe presioni i prishjes është më i madh se 150MV/m; 3) Ka veti të mira mekanike, dhe rezistenca e tij në tërheqje është më e madhe se 100MPa; 4) Mund të përdoret për një kohë të gjatë në 125 ℃ dhe i përket izolimit të klasit E; 5) Ka hidrofobicitet dhe aftësi të fortë kundër thithjes së ujit, dhe mund të përdoret për izolimin e telave të transformatorëve të zhytur në vaj.

4.7 Other insulating materials

Transformer oil and insulating paper are the main insulating materials for oil-immersed transformer coils. Resin, insulating paper, and composite materials are the main insulating materials for dry-type transformer coils. In addition to these materials, the following insulating materials are also commonly used in transformers: (Laminated wood, laminate, insulating paint, insulating glue, cotton tape, compression tape, no weft tape, etc.

1) Laminate: Electrical laminate is a layered insulating material made of paper, cloth and wooden veneer as the substrate, dipped (or coated) with different adhesives, and hot pressed (or rolled). . According to the requirements of use, the laminated products can be made into products with excellent electrical and mechanical properties, heat resistance, oil resistance, mildew resistance, arc resistance and corona resistance. Laminate products mainly include laminates, laminated wood, laminated tubes, rods, capacitor sleeve cores and other special profiles. The properties of laminates depend on the nature of the substrate and adhesive and the process by which they are formed. According to different raw materials and adhesives, laminates are divided into insulating laminates (paperboard, used for oil change), phenolic laminated paperboard (commonly known as bakelite, paperboard impregnated with phenolic resin, used for oil change), phenolic laminated cloth board (cotton cloth impregnated with phenolic resin, commonly used for oil change), epoxy glass cloth board (glass fiber cloth with epoxy resin as adhesive, can be used for F grade dry change or oil change), modified diphenyl ether glass cloth board (Glass fiber cloth uses modified diphenyl ether resin as adhesive, which can be used for H-level dry change), bismaleimide glass cloth board (glass fiber cloth uses bismaleimide resin as adhesive, Can be used for H-level dry change). Laminates usually have good mechanical strength and insulation properties, and are often used as core clip insulation, external supports, etc. in transformers.

2) Insulation cylinder (tube): The insulation cylinder in the transformer is mainly used between the inner and outer coils, between the coil and the iron core, for the coil lining the skeleton, and the wire is directly wound on the insulation cylinder. At the same time, the insulation cylinder can also be used for the main Insulation, increase the number of oil gaps in the main insulation, and strengthen the insulation. According to the different materials, the insulating tube is generally divided into phenolic paper tube (commonly used for oil change), epoxy glass cloth tube (commonly used for oil change or F grade dry change), modified diphenyl ether glass cloth tube (commonly used for oil change) H-level dry change), glass fiber reinforced plastic cylinder (commonly used in H-level dry change), bismaleimide glass cloth cylinder (commonly used in H-level dry change), etc.

3) Laminated wood: The electrical laminated wood is made of high-quality hardwoods, such as birch, beech, etc. After being cooked twice at 70°C to 80°C, the lignin acid and grease of the wood itself are removed, and then cut into individual pieces of 1 to 3 mm. After drying, it is coated with resin adhesive. After pre-curing, it is repeatedly assembled and stacked. It has good insulating strength and mechanical strength. It can be used as spacer, angle ring, etc. in oil change. .

1) Binding tapes: Transformer binding tapes include cotton tapes, compression tapes, mesh semi-dry non-weft tapes, glass tapes, polyester tapes, etc., which are used for binding and tightening iron cores and coils.

5. Material structure and accessories

In the transformer, there are also structural materials and accessories. The structural materials mainly play the functions of transformer support, magnetic circuit, circuit reinforcement, transformer insulating liquid packaging, etc., including clips, oil tanks, radiators, oil conservators, etc. The main materials are For Q235 steel, non-magnetic steel is often used for the outlet bushing of the fuel tank cover to reduce eddy currents. In addition, non-magnetic steel or high-grade steel is sometimes used inside the transformer body.

Transformer accessories mainly have performance monitoring and protection functions. Dry transformers include thermostats, fans, transformers, etc., and oil transformers include gas relays, thermostats, pressure relief valves, tap switches, etc. Some accessories are required by customers. propose.

Source: Transformer Circle