Основе трансформатора снаге

1. 2. Класификација по намотавању

2. (1) Трансформатор са двоструким намотајем: користи се за појачавајући трансформатор, спуштајући трансформатор, фабрички трансформатор итд.

3. (2) Трансформатор са три намотаја: користи се за спуштајући трансформатор, везни трансформатор итд.

4. (3) Самоспојни трансформатор: користи се за спуштајући трансформатор, везни трансформатор итд.

5. (4) Раздвојени трансформатор: Постоје две врсте аксијалног раздвојеног и радијалног раздвојеног трансформатора, који се користе за фабричке трансформаторе и трансформаторе за покретање.

7. 3. Класификација по структури

8. (1) Једнофазни трансформатор: користи се за трансформаторе од 330~1000kV.

9. (2) Трофазни трансформатор: користи се за трансформаторе од 10~500 kV.

10. (3) Комбиновани трансформатор: Трансформатор је подељен на неколико делова, а трансформатор се комбинује након доласка на локацију, што се користи у подручјима са незгодним саобраћајем.

12. 4. Класификација према методи хлађења

13. (1) Трансформатор уроњен у уље: користи се за трансформаторе од 10~1000kV.

14. (2) Суви трансформатор: користи се за трансформаторе од 10~110 kV.

15. (3) SF6 трансформатор: тренутно се користи за трансформаторе од 110 kV.

17. 5. Модел енергетског трансформатора

19. (1) Значење слова у моделу

21. D—Једнофазно F—Хлађење ваздухом урањањем у уље

22. O—само P—присилна циркулација уља

23. S—Трофазни или трокалеми J—Уљно уроњени, самохлађећи

24. Z—Регулатор напона под оптерећењем L—Алуминијумска завојница

26. * Бакарним калемовима и двоструким калемовима није потребно додавати симболе

28. (2) Пример

30. SFPSL—120000/110: 110kV, 120MVA трофазни алуминијумски трансформатор са три намотаја, присилном циркулацијом уља и ваздушним хлађењем

32. OSFPSZ—240000/330: 330 kV, 240MVA трофазни трансформатор са три намотаја, регулацијом напона под оптерећењем, присилном циркулацијом уља, ваздушно хлађен, самоспојни

Друго, завојница трансформатора снаге

Калем је најважнији и најсложенији део трансформатора снаге. Направљен је од бакарне (или алуминијумске) жице и састављен је од посебних изолационих делова.

1. Спирална завојница

Главна карактеристика спиралног калема је велики број паралелних жица, жичани колач је намотан у спиралу, а један жичани колач је калем од једног обрта. Спирални калем има добру механичку стабилност, добро одвођење топлоте и добру израду, те се широко користи у калемовима трансформатора ниског напона и високе струје.

Спирална завојница може бити намотана у три структуре: једноструку спиралу, двоструку спиралу и четвороструку спиралу, у зависности од величине струје.

2. Непрекидни калем

Када је завојница састављена од неколико сегмената жице распоређених дуж аксијалног правца и не морају бити заварени један за други, назива се континуирана завојница.

Крајња површина ослонца континуираног калема је велика, аксијална сила је велика, отпорност на кратки спој је јака, а сваки сегмент линије има велики капацитет одвођења топлоте. Ова врста калема има широк спектар примене без обзира на ниво напона или опсег капацитета.

3. Запетљана завојница

Замршени калем се састоји од неколико замршених сегмената линије (пита). Калемови са свим замршеним сегментима линије (колачима) називају се потпуно замршени калемови и широко се користе у трансформаторима са напоном од 220kV и више. Калем састављен од дела замршеног сегмента линије (колача) и дела континуираног сегмента линије назива се замршени континуирани калем и примењује се на трансформаторе са напоном од 66kV и више.

Пошто убацује несуседне намотаје између суседних намотаја калема, формирају се степенасто распоређени испреплетени сегменти линија и формира се испреплетени калем, чиме се повећава уздужни капацитет калема и ствара импулсни напон дуж аксијалне висине калема. Карактеристике дистрибуције су побољшане, па се широко користи у разним високонапонским калемовима.

4. Унутрашња заштићена завојница

Унутрашњи заштитник континуираног калема служи за побољшање расподеле импулсног напона повећањем серијске капацитивности између сегмената линије. Његова структурна карактеристика је да су додатни намотаји кондензатора директно намотани унутар континуираног сегмента линије. Крајеви намотаја кондензатора су обавијени изолацијом, а затим окачени у сегменту линије. Намотаји кондензатора не носе струју и раде само под импулсним напоном.

Унутрашње заштићене континуиране завојнице су структурно доступне у облику двосекцијског скакача, четворосекцијског скакача, осмосекцијског скакача и сегментног повезивања.

Треће, гвоздено језгро трансформатора снаге

Гвоздено језгро је такође важна компонента енергетског трансформатора. Формира се слагањем лимова силицијумског челика високе пермеабилности, а затим њиховим стезањем челичним копчама или везивањем стакленим тракама.

1. Силицијумски челични лим

Силицијумски челични лимови који се користе у енергетским трансформаторима су хладни гадолинијумски силицијумски челични лимови дебљине 0,3~0,5 мм. Тренутно, само железница Вухан и шангајски Баостел могу да производе такве хладне гадолинијумске силицијумске челичне лимове. Међутим, силицијумски челични лимови за велике трансформаторе морају се увозити из Јапана.

2. Структура гвозденог језгра

(1) Једнофазно двостубно гвоздено језгро, које се користи за разне једнофазне трансформаторе.

(2) Једнофазни део стубастог јарма, који се користи за високонапонске једнофазне трансформаторе великог капацитета.

(3) Једнофазно двостубно бочно језгро јарма користи се за високонапонске и ултрависоконапонске једнофазне трансформаторе великог капацитета.

(4) Трофазни тростуб је гвоздено језгро, које се користи за разне трофазне трансформаторе.

(5) Петостубно гвоздено језгро за трофазне трансформаторе великог капацитета.

Четврто, резервоар за уље трансформатора уроњеног у уље

1. Резервоар за уље типа бурета се углавном користи за разне мале трансформаторе уроњене у уље и екстра велике трансформаторе уроњене у уље.

2. Резервоар за уље типа звонасте јарке, широко се користи у трансформаторима уроњеним у уље од 110~500kV.

3. Потпуно затворени резервоар за уље ће бити заварен до смрти. Последњих година се користио само у трансформаторима уроњеним у уље од 110kV и више.

5. Конзерватор уља трансформатора уроњеног у уље

Конзерватор уља трансформатора има две функције, једна је да обезбеди простор за термичко ширење и скупљање трансформаторског уља у резервоару за уље; друга је да изолује трансформаторско уље од спољашње атмосфере како би се спречило старење трансформаторског уља.

1. Конзерватор уља типа капсуле, који користи гумене капсуле за одвајање трансформаторског уља од спољашње атмосфере и обезбеђује простор за термичко ширење и скупљање трансформаторског уља.

2. Конзерватор дијафрагмског уља користи гумену дијафрагму за одвајање трансформаторског уља од спољашње атмосфере и обезбеђује простор за ширење и скупљање трансформаторског уља.

3. Конзерватор са валовитим уљем користи метални експандер састављен од металних валовитих лимова за одвајање трансформаторског уља од спољашње атмосфере и обезбеђивање простора за термичко ширење и скупљање трансформаторског уља. Конзерватор са валовитим уљем је подељен на два типа: тип са унутрашњим уљем и тип са спољашњим уљем. Тип са унутрашњим уљем има боље перформансе, али већу запремину.

6. Метод хлађења трансформатора уроњеног у уље

1. Симболи који представљају методе хлађења

Прво слово: О — минерално уље, К — синтетичка изолациона течност, Л — изолациони гас.

Друго слово: Н - природна конвекцијска циркулација, Ф - присилна циркулација уља, Д - присилна циркулација водича.

Треће слово: А - ваздух, В - вода.

Четврто слово: Н - природна конвекција, Ф - присилна циркулација (вентилатор, пумпа).

2. Примери

ONAN — Слободно хлађење

ОНАФ - ваздушно хлађење

ОФАФ — Хлађење ваздухом са присилном циркулацијом уља

ОДАФ — Вођено хлађење са присилном циркулацијом уља

Седам, трансформаторска чаура

1. Изолациона чаура од чистог порцелана од 40kV и ниже

Ова врста кућишта има две структуре: тип са вођицом и тип са каблом. Тип са вођицом се користи за нисконапонске изводне проводнике трансформатора; тип са каблом се користи за високонапонске одлазне водове од 10~20kV.

2. Извод за високу струју од 40kV и ниже

Ова врста чауре има две врсте структура: тип са вођицом и капацитивни тип. Чаура од чисто керамике типа вођице користи се за излаз нисконапонског намотаја генераторских трансформатора средњег капацитета; капацитивна чаура се користи за излаз нисконапонског намотаја великих генераторских трансформатора.

3. Капацитивни излаз од уља и папира од 66kV и више

Унутрашња изолација ове чауре је језгро кондензатора направљено од изолационог папира и алуминијумске фолије, наизменично намотаних. Језгро кондензатора и порцеланска чаура су испуњени изолационим уљем. Веза између чауре и намотаја има две врсте структуре: водилицу и кабл. Језгро кондензатора од уља и папира је наизменично намотано на проводну цев помоћу изолационог папира дебљине 0,08~0,12 мм и алуминијумске фолије дебљине 0,01 мм.

4. Капацитивни проводници од траке и папира од 66 kV и више

Унутрашња изолација ове чауре је језгро кондензатора формирано наизменичним намотавањем лепљивог папира и алуминијумске фолије. Језгро кондензатора и порцеланска чаура су испуњени изолационим уљем, а доњи део чауре не захтева порцеланску чауру. Међутим, tanδ ове врсте кућишта је велики, а лепљиви папир се лако пуца и генерише делимично пражњење, па је производња тренутно обустављена.

5. Чаура кондензатора од ливеног смола

Главна изолација ове чауре је такође кондензаторско језгро формирано наизменичним намотавањем изолационог папира и алуминијумске фолије, а епоксидна смола се сипа споља да би се добила чврста изолациона чаура. Ова врста чауре може се користити као чаура за нафтно-гасну везу, горњи део се поставља у цевовод ГИС-а, а између се ставља SF6 гас; доњи део је уроњен у трансформаторско уље.

8. Метода регулације напона трансформатора снаге

1. Метода регулације напона

Постоје две врсте метода регулације напона за трансформаторе: регулација напона без побуђивања и регулација напона под оптерећењем. Регулација напона без побуђивања, позната и као регулација напона без оптерећења, служи за регулисање напона када је трансформатор заустављен и без оптерећења; Уређај за регулацију напона без побуђивања назива се прекидач одвода без оптерећења; уређај за регулацију напона под оптерећењем назива се прекидач одвода под оптерећењем.

2. Положај регулације напона под оптерећењем

Постоје три врсте регулације напона трансформатора под оптерећењем: регулација напона неутралне тачке, регулација напона средњенапонског краја линије и регулација напона калема високог напона. Међу њима, структура и процес регулације напона неутралне тачке су релативно једноставни и постоји много примена.

3. Прекидач за регулацију напона под оптерећењем

Прекидач за регулацију притиска је такође и прекидач за промену одвода. Тренутно, квалитет домаћих прекидача за промену одвода под оптерећењем није довољно добар, а већина прекидача за промену одвода под оптерећењем се ослања на увоз, од којих се већина увози од немачког MR и шведског ABB.

Девет, трансформаторско уље

1. Састав трансформаторског уља

Трансформаторско уље је минерално уље, које је мешавина многих молекула угљоводоника различитих молекулских тежина, који су углавном угљоводонична једињења као што су алкани, нафтени и мала количина ароматичних угљоводоника.

2. Функција и врста трансформаторског уља

Трансформаторско уље за изолационо уље трансформатора уроњених у уље. Трансформаторско уље не само да има функцију изолације, већ има и функцију одвођења топлоте.

Трансформаторско уље се дели на уље бр. 25 и уље бр. 45 према тачки смрзавања. Тачка смрзавања уља бр. 25 је минус 25°C; тачка смрзавања уља бр. 45 је минус 45°C.

Трансформаторско уље бр. 25 је уље на бази парафина, а трансформаторско уље бр. 45 је нафтенско уље. У прошлости се трансформаторско уље бр. 45 морало увозити из иностранства, а сада га може производити и рафинерија Синђијанг Карамај.

10. Процес производње енергетског трансформатора

Трансформатор снаге се састоји од два дела: тела и додатне опреме. Тело се састоји од калема, изолационих делова, гвозденог језгра, прекидача за одвод, трансформаторског уља и резервоара за уље. Додатна опрема трансформатора укључује конзерватор уља, хладњак, чауру, гасни релеј, ослобађач притиска и термометар. Међу њима, хладњаци, изолационо уље, чауре, прекидачи за одвод, гасни релеји, ослобађачи притиска и термометри се набављају споља. У наставку су само укратко описани процеси производње неколико главних компоненти.

1. Намотавање калема: уградња скелета намотаја - калем за намотавање - заваривање жице - изолациони пакет - обликовање калема - испитивање калема.

2. Склапање гвозденог језгра: сечење силицијумског челичног лима - уклањање неравнина - слагање гвозденог језгра - постављање вучне плоче и заштите - везивање гвозденог језгра - испитивање гвозденог језгра - постављање осигурача за гвоздено језгро.

3. Обрада делова изолације: сечење делова изолације - уклањање неравнина - закошени углови - третман отпоран на влагу.

4. Обрада резервоара за гориво и уље: сечење челичних плоча - заваривање резервоара за гориво и уље - уклањање рђе - пескарење - фарбање прајмером - фарбање - испитивање механичке чврстоће.

5. Генерална монтажа: уградња гвозденог језгра - уградња цевовода резервоара за гориво - постављање калема - слагање гвозденог јарма - уградња мењача одвода - заваривање оловне жице - обмотавање изолације оловне жице - испитивање полупроизвода - сушење тела - завршна обрада тела - склоп резервоара за гориво - склоп додатне опреме - пуњење уљем - испитивање заптивања - циркулација врућег уља - статичко постављање.

11. Фабричко испитивање трансформатора снаге

Фабричко испитивање трансформатора снаге подељено је на три врсте: рутинско (фабричко) испитивање, типско испитивање и специјално испитивање. Рутинско испитивање је испитна ставка која се мора спровести за сваки трансформатор када напусти фабрику и обично се назива фабричко испитивање; типско испитивање је испитна ставка која се спроводи узорковањем 1~2 трансформатора у типу производа; специјално испитивање предлаже корисник, а испитне ставке се договарају са произвођачем.

1. Основни захтеви и прописи за испитивање изолације високим напоном

Намотаји трансформатора се тестирају према највишем радном напону Um и одговарајућем нивоу изолације. Следећа табела приказује ставке испитивања изолације прописане у националном стандарду GB1094.3-2003 „Енергетски трансформатор, део III: Ниво изолације, испитивање изолације и спољашњи ваздушни зазор изолације“.

2. Рутинске (фабричке) ставке за тестирање

(1) Мерење једносмерног отпора намотаја: мерење на свим прикључним спојевима.

(2) Мерење односа: мерење на свим положајима точкова.

(3) Детекција групе ожичења: тестирање на номиналном положају одвода.

(4) Мерење отпора изолације, коефицијента апсорпције и индекса поларизације: Само трансформатори од 220kV и више могу мерити индекс поларизације.

(5) Тестирање tanδ и капацитивности намотаја: трансформатори од 35kV и више треба да се тестирају на tanδ.

(6) Тест tanδ и капацитета проводника: Капацитивни проводници од 66kV и више морају се тестирати на tanδ и капацитет

(7) Тест трансформаторског уља: анализа уља, диелектрична чврстоћа, tanδ, хроматографска анализа и друге ставке, трансформатори од 750kV и више такође треба да се тестирају на величину честица у уљу. Штавише, хемијска анализа уља и хроматографска анализа уља су поновљене током целог процеса испитивања.

(8) Мерење губитка струје празног хода и струје празног хода: Тест извршити под номиналним напоном ожичења.

(9) Мерење губитка оптерећења и импедансе кратког споја: испитивање ожичења под називним напоном.

(10) Тест делимичног пражњења: Количина пражњења се не користи као процена, већ само као референца за то да ли се може извршити тест високог напона.

(11) Тест пуног таласног импулса грома: трансформатори од 220kV и више, 120MVA и више.

(12) Тест радног удара: трансформатори од 330 kV и више.

(13) Индуктивно испитивање напонске издржљивости са мерењем делимичног пражњења: трансформатори од 110 kV и више.

(14) Тест издржљивости напона спољашње конструкције фреквенције нисконапонског намотаја и неутралне тачке.

(15) Тест делимичног пражњења: Овај тест је тест процене фабричке вредности теста.

(16) Мерење електричне енергије протока уља: трансформатори са уљним пумпама од 330 kV и више.

(17) Тест делимичног пражњења ротирајуће уљне пумпе: трансформатори са уљном пумпом од 330 kV и више.

2. Ставке за тестирање типа

(1) Тест пораста температуре.

(2) Талас одсецања муње је тестиран.

(3) Тест удара пуног таласа грома у неутралној тачки.

(4) Тест радио-сметњи

3. Посебне ставке за тестирање

(1) Мерење нивоа звука.

(2) Мерење импедансе нулте секвенце трофазних трансформатора.

(3) Хармонијско мерење струје без оптерећења.

(4) Мерење снаге коју апсорбују мотор вентилатора и мотор пумпе за уље.

(5) Мерење карактеристика преноса транзијентног напона.

(6) Издржати тест кратког споја.