Знање о „трансформатору снаге“ је овде, веома свеобухватно, сакупите га и научите!

Шематски дијаграм главних компоненти трансформатора

Процес производње трансформатора

Језгро трансформатора

Главни садржај увођења језгра трансформатора је сечење, слагање, фиксирање језгра трансформатора и најновија технологија слагања како би се смањили губици у празном ходу.

2. Језгро трансформатора

Језгро је основна компонента трансформатора. Састоји се од магнетног проводника и стезног уређаја. Има две функције: у принципу, магнетни проводник гвозденог језгра је магнетно коло трансформатора, које претвара електричну енергију примарног кола у магнетну енергију, а из сопствене магнетне енергије у електричну енергију секундарног кола, које је медијум конверзије енергије. Структурно, гвоздено језгро носи све компоненте унутар трансформатора, као што су тело и водови.

Гвоздено језгро трансформатора је затворене структуре у облику рама. Део калема назива се стуб језгра. Део који не покрива калем и само игра улогу затварања магнетног кола назива се гвоздени гигант.

Врсте гвоздених језгара

Према релативном положају намотаја и гвозденог језгра, гвоздено језгро се може поделити у две категорије: тип језгра и тип љуске. За сада је овде представљено само гвоздено језгро типа срца. Код једнофазних трансформатора, гвоздено језгро има неколико структурних облика, као што су двостубно и двостубно, једностубно са четири стуба и двостубно са четири стуба.

Код трофазних трансформатора, гвоздено језгро има неколико структурних облика као што су двостубно и двостубно (трофазни тростубни), тростубно и четворостубно (трофазни петостубни). Избор структуре језгра се одређује према свеобухватним факторима као што су разуман распоред различитих намотаја, уштеда материјала и испуњавање транспортне висине. Бајпас може смањити пети и седми талас у флуксу цурења и струји магнетизације.

Трака од електричног челика (лим од силицијумског челика):

Материјал који се користи за магнетни проводник са гвозденим језгром је електрична челична трака са високим садржајем силицијума, позната и као силицијумски челични лим.

Постоје две врсте лимова од силицијумског челика: хладно ваљани и топло ваљани, од којих се хладно ваљани лимови од силицијумског челика деле на две врсте: неоријентисане и оријентисане.

Магнетна својства топло ваљаних лимова од силицијумског челика су лоша, густина магнетног флукса може достићи само 1,5 Т, а јединични губитак је превелики, тако да се више не користи. Хладно ваљани лим од силицијумског челика са оријентисаним зрнима има очигледну усмереност, високу магнетну густину засићења, мале јединичне губитке и јединични капацитет побуђивања, и тренутно се широко користи.

Дебљина хладно ваљаног лима од силицијумског челика оријентисаног зрна има неколико спецификација, као што су 0,35 мм, 0,3 мм, 0,27 мм, 0,23 мм итд. Уобичајено коришћена је 0,3 мм и све је мања и мања, а њена главна сврха је смањење попречних губитака без оптерећења.

· Тренутно су главна подручја производње силицијумских челичних лимова Јапан, Западна Европа, Русија, Јужна Кореја и домаћа компанија Wuhan Iron and Steel.

Спецификације хладно ваљаних лимова од силицијумског челика са оријентисаним зрнима углавном су представљене дебљином и јединичним губитком (W/kg) када је густина магнетног флукса од 50Hz 1,7T, на пример:

· Новоразвијени лим од силицијумског челика коришћењем технологије ласерског зрачења и механичког гравирања

Смицање силицијумског челичног лима језгра трансформатора:

Када лим од силицијумског челика уђе у фабрику, то је котур ширине око 1000 мм. Потребно га је исећи у потребан облик помоћу посебне опреме за сечење (као што је немачка Георгерова жица). Заобљени жлеб сваког лима не сме бити већи од 0,02 мм.

Слагање гвоздених језгара:

● Пошто је калем трансформатора са језгром кружног облика, пресек стуба језгра такође треба да буде кружног облика, али је тешко произвести га и није економично, па се прави степенасто (цилиндарски са постепеним обликом). Сваки корак формира правоугаоник, а спољна граница се налази на истом описаном кругу. Број корака има одређено ограничење, које треба свеобухватно размотрити у складу са економским користима.

● Када се гвоздена језгра наслагају, стуб језгра и делови гвозденог језгра гвозденог јарма се наизменично преклапају једним или више делова, тако да се чеони спојеви горњег и доњег слоја лимова од силицијумског челика наизменично распоређују и прекривају један другог. Струја побуде и губици у празном ходу се смањују, а чврстоћа се побољшава.

Преклопни спој гвозденог језгра:

· Тренутно, језгро трансформатора усваја облик потпуно косог споја, односно спој стуба језгра и гвозденог јарма је под углом од 45°. Овај облик споја је потпуно погодан за карактеристике силицијумског челичног лима са високом магнетном пермеабилношћу који се тренутно обично користи. Магнетно коло треба учинити што је могуће конзистентнијим.

· Код великих трансформаторских језгара са пуним угаоним спојевима, слагање се генерално врши у облику двостепених спојева. Да би се додатно побољшале карактеристике језгра трансформатора без оптерећења, формира се вишеслојни шав језгра, односно StepLap језгро.

У ламинираном језгру, шавови лимова од силицијумског челика су распоређени на степенасто. Када магнетни флукс одређеног комада наиђе на ваздушни зазор на шаву, магнетни отпор ваздушног зазора је неколико хиљада пута већи од отпора лима од силицијумског челика. Већина флукса пролази кроз суседне лимове од силицијумског челика који премошћују овај спој. Оригинални магнетни флукс ламината на премошћујућим спојевима и премошћујући магнетни флуксеви се суперпонирају. Густина може достићи засићење, тако да губитак празног хода и струја празног хода у подручју споја (тј. локално) нагло расту, тако да се укупни губитак празног хода повећава.

Степенасто преклапање је нова технологија ламинације усвојена ове године, која може побољшати магнетну густину силицијумског челичног лима у подручју споја, чиме се ефикасно смањују губици у празном ходу и бука језгра.

Изолација језгра:

Изолација гвозденог језгра директно утиче на квалитет производа језгра трансформатора. Изолација гвозденог језгра може се поделити на два дела: изолацију између лимова и изолацију између ламината и структурних делова.

Међучипна изолација се углавном постиже кроз два аспекта: један је премаз на површини ламинираног лима, а други је постављање слоја изолационог картона одређене дебљине у сваки сноп током процеса слагања, који такође служи као канал за одвођење топлоте.

Код трансформатора великог капацитета, да би се топлота генерисана у гвозденом језгру одвела трансформаторским уљем у циркулацији, постоје пролази за хлађење уља у стубу гвозденог језгра и јарму. Пролази за уље могу бити избушени од лимова силицијумског челика у валовитим плочама или се састоје од челичних шипки заварених на лимове силицијумског челика. Код трансформаторских језгара са пуним косим спојевима, ради смањења губитака, користе се летвице од неметалног материјала за одвајање канала за уље.

Уземљење гвозденог језгра:

Током рада трансформатора, због различитих положаја гвозденог језгра и његових металних структура у електричном пољу, генерисани потенцијали су такође различити. Када потенцијална разлика између две тачке достигне одређену вредност, долази до феномена пражњења. Као резултат пражњења, трансформаторско уље ће се разградити или ће чврста изолација бити оштећена. Да би се избегао овај феномен, гвоздено језгро и његови метални структурни делови морају бити ефикасно уземљени.

Додаци за гвоздено језгро

Део II. Намотавање трансформатора

Главни садржај дела намотавања трансформатора је жица и метод намотавања намотаја трансформатора.

Калем је електрично коло улазне и излазне електричне енергије трансформатора и основна је компонента трансформатора. Калеми морају бити пројектовани тако да испуњавају следеће основне захтеве:

1. Електрична чврстоћа

Напон издржљивости импулса грома

Радни импулсни издржљиви напон

Издржљиви напон мрежне фреквенције

2. отпорност на топлоту

Под топлотом коју ствара дуготрајна радна струја, век трајања изолације калема не сме бити мањи од 20 година.

У радним условима трансформатора, на било ком крају линије долази до изненадног кратког споја, а завојница треба да буде у стању да издржи топлоту коју ствара струја кратког споја без оштећења.

3. Механичка чврстоћа

тип завојнице;

Тип калема се углавном бира према капацитету релаксације, као што је напон калема, а такође се узимају у обзир електрична чврстоћа, механичка чврстоћа, дисипација топлоте и изводљивост производног процеса. Избор структуре калема није јединствен и понекад постоји неколико структурних облика које можете изабрати. Ово је такође повезано са традиционалним навикама различитих произвођача трансформатора.

Трансформаторске калемове можемо грубо поделити на два типа: слојевити и колачасти. Игличасти калемови се могу поделити на спиралне, континуиране, испреплетене, испреплетене континуиране, унутрашње оклопљене континуиране и степенасто структурне типове.

Жица завојнице:

Жица за намотавање може се поделити на бакарну и алуминијумску жицу према различитим материјалима проводника, округлу жицу и равну жицу према облику проводника, папирну, фарбану и стаклену жицу према изолационом материјалу. Енергетски трансформатори обично користе равну челичну жицу обмотану папиром.

Челична жица пресвучена папиром може се поделити на обичну жицу пресвучену папиром, комбиновану жицу, транспоновану жицу и друге врсте. Према затезној чврстоћи челичне жице, може се поделити на обичну жицу (0,0 ≤ 120 МПа), полутврду бакарну жицу (120 МПа < 0,2 ≤ 210 МПа). Међу њима постоји и самолепљива транспонована жица у транспонованој жици, односно једна равна жица у транспонованој жици је пресвучена слојем епоксидне смоле (дебљина филма боје са обе стране је

0,06 ± 0,02 мм), сврха је да се све мале жице залепе након што се филм боје термички очврсне, како би се побољшала чврстоћа кратког споја завојнице. Тренутно се примењује најновија жица за транспозицију мрежног пакета, а одговарајуће производне линије за прераду су такође уведене у Кини.

Жице за намотавање могу се поделити на бакарне и алуминијумске према различитим материјалима проводника, округле жице и равне жице према облицима проводника, и папирне, фарбане и стаклене жице према изолационим материјалима. Енергетски трансформатори обично користе равне бакарне жице обмотане папиром. Низ.

Пљосната бакарна жица прекривена папиром може се поделити на обичну жицу прекривену папиром, комбиновану жицу, транспоновану жицу и друге врсте. Према затезној чврстоћи бакарне жице, може се поделити на обичну жицу (02 ≤ 120 МПа), полутврду бакарну жицу (120 МПа < 00, ≤ 210 МПа). Међу њима постоји и самолепљива транспонована жица у транспонованој жици, односно једна равна жица у транспонованој жици је прекривена слојем епоксидне смоле (дебљина филма боје са обе стране је 0,06 ± 0,02 мм), сврха је загревање филма боје. Након очвршћавања, све мале жице се лепе заједно како би се повећала чврстоћа кратког споја завојнице. Тренутно се примењује најновија транспонована жица са мрежним пакетом, а у Кини су уведене и одговарајуће производне линије за прераду.

Намотаји се обично деле на два типа: слојевити и питасти.

Намотаји намотаја су распоређени и континуирано намотани дуж аксијалног правца, што се назива слојевити намотај. Сваки слој је попут цилиндра. Намотај бурета.

Намотаји намотаја су континуирано намотани у радијалном смеру и формирају облик пите (сегмента), а намотај састављен од многих колачића распоређених у аксијалном смеру назива се пита намотај. Укључује континуиране, испреплетене и уметнуте капацитивне намотаје.

Уобичајени облици намотавања:

Уобичајени намотаји су цилиндрични, спирални, континуирани и испреплетени.

Цилиндрично намотавање је најједноставнији тип и генерално се прави од једног или више намотаја. Приликом намотавања, намотава се један обрт близу једног обртаја дуж осе калупа за жицу, слично кружној, чврсто намотаној опрузи. Карактерише га једноставно намотавање, добра израда, добро одвођење топлоте кроз пролазе за уље између слојева, али мале површине за ослањање крајева и лоша механичка чврстоћа.

Спирални намотај је направљен од равне жице, а намотаји нису близу један другом, већ су раздвојени одређеним растојањем (уљни канал) са изолационим одстојницима, попут растегнуте опруге. Предност је што је процес намотавања једноставан и постоји уљни канал за одвођење топлоте, али намотај са великим бројем намотаја није погодан.

Спирални тип се састоји од више жица намотаних паралелно на тврдој гуми, које се могу намотати у једну спиралу, а могу се намотати у двоструку спиралу или четири спирале када постоји више паралелних жица. Када је више жица повезано паралелно, жице морају бити транспониране, у супротном ће доћи до кружне струје због неједнаке дужине жица.

Континуирано намотавање се састоји од једне или више равних жица које су континуирано намотане у више сегмената жице у облику пите на изолационом цилиндру или носачима калупа за жицу кроз посебан поступак. Предности су висока механичка чврстоћа и добре перформансе одвођења топлоте. Међутим, процес намотавања је компликованији.

Веза између континуираног жичаног колача и жичаног колача је наизменично на унутрашњој и спољашњој страни намотаја, тако да све док је дужина жице довољна, може се намотати у континуирани намотај без лемних спојева.

Уметнути капацитивни намотај се формира уметањем жице (заштићене жице) са уздужним капацитетом између намотаја унутар спољашње стране колача од жице континуираног намотаја. Уметнути колач од жице и број уметнутих намотаја могу се одредити према потребном капацитету. Заштићена жица нема Радна струја се пропушта, па се обично користе веома танке жице.

Уметнути капацитивни намотај усваја континуирано намотавање, што може смањити велики број тачака заваривања у поређењу са испреплетеним намотајем, а број намотаја уметнуте заштитне жице може се слободно подешавати, тако да се уздужни капацитет може подесити по потреби. Тренутно се широко користи у трансформаторским намотајима великих трансформатора од 110kV и више.

транспозиција жице

Када је струја трансформатора велика, намотаји калема се састоје од више паралелних жица. Ако се не предузму мере, жица близу централне осе је кратка, а жица далеко од централне осе је дугачка. Због различите дужине и положаја жице у магнетном пољу, отпор и индуктивна реактанса жице су неуравнотежени, што узрокује неуравнотежену расподелу струје између проводника. Да би се осигурала равномерна расподела струје дуж проводника и смањили додатни губици, паралелни проводници морају заменити положаје, што се назива „транспозиција“.