ข้อเสนอ Allweyes AI ของเรามีการควบคุม AI ที่มีประสิทธิภาพพิเศษ
ภาษา
ข้อเสนอ Allweyes AI ของเรามีการควบคุม AI ที่มีประสิทธิภาพพิเศษ
โครงสร้างตัวถังหม้อแปลง
บทความนี้จะแนะนำโครงสร้างของตัวหม้อแปลงเป็นหลักจากสามด้าน: แกนกลาง ขดลวด และตะกั่ว
I. โครงสร้างแกนหม้อแปลง
01 บทบาทของเหล็กซิลิกอน (เหล็ก) แกน
หม้อแปลงไฟฟ้าใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า วงจรแม่เหล็กเป็นตัวกลางในการแปลงพลังงานไฟฟ้า แกนเหล็กเป็นวงจรแม่เหล็กหลักของหม้อแปลง บทบาทหลักคือแม่เหล็ก มันแปลงพลังงานไฟฟ้าของวงจรปฐมภูมิเป็นพลังงานแม่เหล็ก และจากพลังงานแม่เหล็กเป็นพลังงานไฟฟ้าของวงจรทุติยภูมิ
ในเวลาเดียวกัน แกนเหล็กเป็นโครงกระดูกทางกลของหม้อแปลงไฟฟ้า และอุปกรณ์จับยึดของแกนเหล็กไม่เพียงแต่ทำให้ตัวนำแม่เหล็กกลายเป็นโครงสร้างที่สมบูรณ์ทางกลเท่านั้น แต่ยังมีขดลวดหุ้มฉนวนอยู่บนนั้น รองรับตะกั่ว และ ส่วนประกอบเกือบทั้งหมดภายในหม้อแปลงไฟฟ้า น้ำหนักของแกนเหล็กเป็นส่วนประกอบที่ใหญ่ที่สุดของหม้อแปลง โดยคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 60% ของน้ำหนักทั้งหมดในหม้อแปลงแบบแห้ง และประมาณ 40% ในหม้อแปลงแช่น้ำมัน
02 รูปแบบแกนเหล็ก
แกนเหล็กประกอบด้วยเสาแกนเหล็กและแอกเหล็ก คอลัมน์แกนเหล็กถูกปกคลุมด้วยขดลวดและแอกเหล็กเชื่อมต่อคอลัมน์แกนเหล็กเพื่อสร้างวงจรแม่เหล็กปิด
รูปที่. 1A เป็นหม้อแปลงเฟสเดียว, รูปที่. 1B เป็นหม้อแปลงสามเฟส โครงสร้างแกนเหล็กสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน C เป็นส่วนหนึ่งของขดลวดเรียกว่าแกนหลัก Y คือส่วนที่ใช้ปิดวงจรแม่เหล็ก เรียกว่า แอกเหล็ก หม้อแปลงเฟสเดียวมีสองเสาหลัก หม้อแปลงสามเฟสมีสามเสาหลัก
เนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็กในแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นฟลักซ์แบบสลับกัน เพื่อลดการสูญเสียกระแสไหลวน แกนเหล็กของหม้อแปลงโดยทั่วไปทำจากเศษเหล็กบางขนาดที่ทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอนที่มีความต้านทานสูง ขั้นแรก แผ่นเหล็กซิลิกอนที่ประกอบด้วยแกนเหล็กจะถูกตัดเป็นรูปร่างและขนาดที่ต้องการ กล่าวคือ แผ่นเจาะ แล้วรวมกับแผ่นเจาะในลักษณะที่ทับซ้อนกัน รูปที่ 2A แสดงแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียว แต่ละชั้นประกอบด้วยกระดาษเปล่า 4 แผ่น รูปที่. 2b แสดงแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส แต่ละชั้นประกอบด้วย 6 ชิ้น และการรวมกันของชิ้นส่วนหมัดของแต่ละชั้นจะใช้วิธีการจัดเรียงที่แตกต่างกันเพื่อทำให้รอยต่อของวงจรแม่เหล็กแต่ละชั้นซวนเซ วิธีการประกอบนี้เรียกว่าการประกอบที่ทับซ้อนกันซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงกระแสน้ำวนที่ไหลระหว่างแผ่นเหล็กได้ และเนื่องจากชั้นเป็นแบบอินเทอร์เลซและฝัง จึงสามารถใช้รัดน้อยลงเพื่อทำให้โครงสร้างเรียบง่ายเมื่อกดแกน เมื่อประกอบชิ้นส่วน เจาะชิ้นแรกทับซ้อนกันเพื่อสร้างแกนเหล็กทั้งหมด จากนั้นแอกล่างจะถูกยึด ดึงชิ้นเจาะแอกด้านบนออกเพื่อแสดงคอลัมน์แกนเหล็ก ขดลวดสำเร็จรูปตั้งอยู่บนเสาแกนเหล็ก และ ในที่สุดก็ใส่ชิ้นเจาะแอกด้านบนที่ดึงออกมา
ตามโครงร่างของขดลวดในแกน หม้อแปลงแบ่งออกเป็นแกนหลักและเปลือกประเภทที่สอง ความแตกต่างส่วนใหญ่อยู่ในการกระจายของวงจรแม่เหล็ก เปลือกแกนแอกแกนหม้อแปลงล้อมรอบขดลวด แกนหม้อแปลงแกนในส่วนใหญ่ของขดลวด เฉพาะส่วนหนึ่งของขดลวดนอกแอกเหล็ก ใช้ในรูปแบบวงแม่เหล็ก
03 การกระจายความร้อนของแกนเหล็ก
เมื่อหม้อแปลงทำงานปกติ แกนเหล็กจะสร้างความร้อนเนื่องจากการสูญเสียเหล็ก และน้ำหนักและปริมาตรของแกนเหล็กยิ่งมากขึ้น ความร้อนจะถูกสร้างขึ้น อุณหภูมิน้ำมันหม้อแปลงที่สูงกว่า 95 องศานั้นง่ายต่อการเสื่อมสภาพ ดังนั้นควรควบคุมอุณหภูมิของพื้นผิวแกนให้ต่ำกว่าอุณหภูมินี้ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งต้องใช้โครงสร้างการกระจายความร้อนของแกนเพื่อปล่อยความร้อนของแกนออกอย่างรวดเร็ว โครงสร้างการกระจายความร้อนเป็นหลักเพื่อเพิ่มพื้นผิวการกระจายความร้อนของแกน การกระจายความร้อนของแกนเหล็กส่วนใหญ่รวมถึงการกระจายความร้อนของช่องน้ำมันแกนเหล็กและการกระจายความร้อนของทางเดินหายใจแกนเหล็ก
ในหม้อแปลงแช่น้ำมันความจุสูง ร่องน้ำมันมักจะถูกติดตั้งไว้ระหว่างลามิเนตของแกนเหล็กเพื่อเพิ่มผลการกระจายความร้อน ร่องน้ำมันแบ่งออกเป็นสองประเภท แบบหนึ่งขนานกับแผ่นเหล็กซิลิกอน และอีกแบบเป็นแนวตั้งกับแผ่นเหล็ก ดังแสดงในรูป 4. การจัดเรียงหลังมีผลการกระจายความร้อนได้ดีกว่า แต่โครงสร้างซับซ้อนกว่า
แกนเหล็กของหม้อแปลงแห้งนั้นระบายความร้อนด้วยอากาศ เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของแกนเหล็กไม่เกินค่าที่อนุญาต มักจะติดตั้งท่ออากาศในคอลัมน์แกนเหล็กและแอกเหล็ก
04 เสียงของแกนเหล็ก
หม้อแปลงไฟฟ้าสร้างเสียงรบกวนระหว่างการทำงาน แหล่งที่มาของสัญญาณรบกวนของหม้อแปลงไฟฟ้าคือสนามแม่เหล็กของแผ่นเหล็กซิลิกอนแกนเหล็กหรือเสียงของแกนหม้อแปลงนั้นเกิดจากสนามแม่เหล็ก Magnetostriction หมายถึงการเพิ่มขนาดของแผ่นเหล็กซิลิกอนตามแนวเหนี่ยวนำแม่เหล็กเมื่อแกนเหล็กตื่นเต้น ขนาดของแผ่นเหล็กซิลิกอนจะลดลงในทิศทางตั้งฉากกับเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กซึ่งเรียกว่าสนามแม่เหล็ก นอกจากนี้ โครงสร้างและขนาดทางเรขาคณิตของแกนเหล็ก และเทคโนโลยีการแปรรูปและการผลิตของแกนเหล็กจะมีผลต่อระดับเสียงในระดับหนึ่ง
ระดับเสียงของแกนเหล็กสามารถลดลงได้ด้วยมาตรการทางเทคนิคดังต่อไปนี้:
(1) ใช้แผ่นเหล็กซิลิกอนคุณภาพสูงที่มีค่า ε ขนาดเล็กของแม่เหล็ก
(2) ลดความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กของแกนกลาง
(3) ปรับปรุงโครงสร้างของแกนเหล็ก
(4) เลือกขนาดแกนที่เหมาะสม
(5) ใช้เทคโนโลยีการประมวลผลขั้นสูง
05 การต่อสายดินของแกนเหล็ก
ในการทำงานปกติของหม้อแปลงไฟฟ้า สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างขดลวดและสายนำไฟฟ้ากับถังน้ำมันเป็นสนามไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอ และแกนเหล็กและชิ้นส่วนโลหะอยู่ในสนามไฟฟ้านี้ เนื่องจากศักย์เหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิตไม่เหมือนกัน ดังนั้นศักย์แขวนลอยของแกนเหล็กและส่วนประกอบโลหะจึงไม่เหมือนกัน เมื่อความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดสามารถทำลายฉนวนระหว่างกัน การปล่อยประกายไฟจะถูกสร้างขึ้น การคายประจุนี้สามารถทำลายน้ำมันของหม้อแปลงและทำให้ฉนวนที่เป็นของแข็งเสียหายได้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ ทั้งแกนกลางและส่วนประกอบโลหะจะต้องต่อสายดินอย่างน่าเชื่อถือ
แกนกลางจะต้องต่อสายดิน ณ จุดหนึ่ง เมื่อแกนเหล็กหรือส่วนประกอบโลหะอื่น ๆ มีจุดกราวด์สองจุดหรือมากกว่าสองจุด จุดกราวด์จะก่อตัวเป็นวงปิด การก่อตัวของการหมุนเวียน กระแสบางครั้งอาจสูงถึงหนึ่งสิบจุด จะทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น นำไปสู่การสลายตัวของน้ำมัน อาจทำให้ฟิวส์องค์ประกอบกราวด์ เผาแกนเหล็ก สิ่งเหล่านี้ไม่ได้รับอนุญาต ดังนั้นแกนกลางจะต้องต่อสายดินและต่อสายดินเล็กน้อย
ครั้งที่สอง โครงสร้างขดลวดหม้อแปลง
ฟังก์ชั่น 01 คดเคี้ยว
ขดลวดเป็นส่วนพื้นฐานที่สุดของหม้อแปลงไฟฟ้า เป็นการจัดตั้งสนามแม่เหล็กและการส่งชิ้นส่วนวงจรพลังงานไฟฟ้า โดยทั่วไปห่อด้วยลวดทองแดงที่เป็นฉนวนกระดาษหรือลวดอลูมิเนียมพันแผล และตั้งอยู่ในคอลัมน์แกนหม้อแปลง แกนหม้อแปลงควรมีความแข็งแรงของฉนวน ความแข็งแรงทางกล และความต้านทานความร้อนเพียงพอ
ประเภทของขดลวด
โครงสร้างขดลวดหม้อแปลงโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: โครงสร้างชั้นและโครงสร้างเค้ก โครงสร้างชั้นหมายถึงการที่ขดลวดหมุนไปตามแกนมีการจัดเรียงอย่างต่อเนื่อง โดยทั่วไปจะใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสูญเสียต่ำรุ่น S8 และ S9 โครงสร้างเค้กหมายถึงการหมุนของขดลวดอย่างต่อเนื่องเป็นเค้ก (ส่วน) ตามทิศทางแนวรัศมี จากนั้นจึงประกอบด้วยเค้กจำนวนมากที่จัดเรียงตามแนวแกน โดยทั่วไปจะใช้ในหม้อแปลงขนาดใหญ่และขนาดใหญ่พิเศษที่มีไฟฟ้าแรงสูงตั้งแต่ 110kV ขึ้นไป
โดยทั่วไป ขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ผลิตในประเทศจีนใช้โครงสร้างศูนย์กลาง การพันเกลียวแบบรวมศูนย์หมายความว่าขดลวดถูกพันด้านนอกแกนหลักด้วยเส้นทรงกระบอกเดียวกันที่ส่วนตัดขวางใดๆ ของแกนหลัก ต้องมีช่องว่างของฉนวนและช่องระบายความร้อน (ช่องน้ำมัน) ระหว่างขดลวดแรงสูงและต่ำ และระหว่างขดลวดแรงต่ำกับเสาแกนเหล็ก คั่นด้วยหลอดกระดาษแข็งหุ้มฉนวน ระยะห่างของฉนวนขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้าของขดลวดและระยะห่างที่กำหนดโดยช่องระบายความร้อน เมื่อวางขดลวดไฟฟ้าแรงต่ำไว้ใกล้กับแกนหลัก ระยะห่างระหว่างฉนวนที่ต้องการกับแกนหลักจะค่อนข้างเล็ก ดังนั้นขนาดของขดลวดจะลดลง และขนาดโดยรวมของหม้อแปลงไฟฟ้าจะลดลงด้วย
หม้อแปลงสามขดลวดมักใช้ในระบบไฟฟ้า การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแบบขดลวดสามขดลวดเพื่อเชื่อมต่อระบบส่งกำลังที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกันสามระดับจะประหยัดกว่า ใช้พื้นที่น้อยกว่า และมีการบำรุงรักษาและการจัดการที่สะดวกกว่าการใช้หม้อแปลงทั่วไปสองตัว หม้อแปลงสามเฟสสามเฟสมักจะใช้การเชื่อมต่อ YY-△ นั่นคือ ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิคือการเชื่อมต่อ Y และขดลวดที่สามคือ △ ดังแสดงในรูปที่ XX △ การเชื่อมต่อตัวเองเป็นวงปิด ผ่านเฟสเดียวกันของกระแสฮาร์มอนิกที่สาม เพื่อให้การเชื่อมต่อ Y หลัก ขดลวดทุติยภูมิไม่ปรากฏในแรงดันฮาร์มอนิกที่สาม ด้วยวิธีนี้จะทำให้เกิดจุดที่เป็นกลางสำหรับทั้งด้านหลักและด้านรอง ในระบบส่งกำลังทางไกล ขดลวดที่สามยังสามารถเชื่อมต่อกับกล้องซิงโครนัสเพื่อปรับปรุงตัวประกอบกำลังของสาย
สาม. โครงสร้างตะกั่วหม้อแปลง
01 วัสดุตะกั่วและการจำแนกประเภท
ขดลวดของหม้อแปลงเชื่อมต่อภายนอกกับปลายชั้นนำของสายเรียกว่าตะกั่วผ่านตะกั่วไปยังหม้อแปลงไฟฟ้าเข้าของแหล่งจ่ายไฟภายนอก แต่ยังผ่านการส่งผ่านตะกั่วในเอาต์พุตกำลังไฟฟ้าจากหม้อแปลงออกสู่ภายนอก
ส่วนใหญ่มีประเภทของลีดดังต่อไปนี้:
(1) ลวดตะกั่วที่ต่อกับปลายลวดคดเคี้ยวและปลอกหุ้ม
(2) ต่อสายนำระหว่างปลายม้วน
(3) การกรีดที่คดเคี้ยวเชื่อมต่อกับสายการต๊าปที่เชื่อมต่อกับสวิตช์
วัสดุตะกั่วโดยทั่วไปคือ:
(1) แถบทองแดงเปลือย ขอบเขตที่ใช้บังคับ: 10kV คลาส 6300kVA และต่ำกว่าหม้อแปลง
(2) กระดาษห่อแถบทองแดงกลม, ขอบเขตที่ใช้งานได้: 10 ~ 35kV หม้อแปลงความจุขนาดเล็ก;
(3) แถบทองแดงเปลือย ขอบเขตที่ใช้งานได้: 10kV และต่ำกว่าขดลวดไฟฟ้าแรงต่ำ
(4) ลวดทองแดงตีเกลียว ขอบเขตที่ใช้บังคับ: ทุกระดับแรงดันไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 110kV และเหนือตะกั่ว
(5) ท่อทองแดง ขอบเขตการใช้งาน: 220kV ขึ้นไป ตะกั่วหม้อแปลง
เพื่อให้แน่ใจว่าระยะห่างของฉนวนเพียงพอ ตะกั่วผ่านไม้ลามิเนต ฉนวนกระดาษแข็ง ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ความแข็งแรงเชิงกล อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น การเลือกลีดยังขึ้นอยู่กับความแรงของสนามไฟฟ้าและความแข็งแรงทางกล ตลอดจนอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของไฟฟ้าลัดวงจรและอุณหภูมิโหลดในระยะยาวจะสูงขึ้นในประเด็นเหล่านี้
02 การเชื่อมต่อของตะกั่ว
รูปแบบการเชื่อมต่อตะกั่วของหม้อแปลงได้แก่: การบัดกรีแข็ง การเชื่อมแก๊ส การเชื่อมด้วยแรงดันเย็น และการต่อด้วยโบลท์
อิเล็กโทรดของการประสานจะต้องทำจากโลหะผสมทองแดงฟอสเฟอร์สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างทางออกที่คดเคี้ยวกับตะกั่วและระหว่างตะกั่ว
การเชื่อมแก๊สใช้สำหรับเชื่อมลวดตะกั่วแท่งทองแดงและข้อต่อปลอกหุ้มสายเคเบิล
การเชื่อมด้วยแรงดันเย็นคือการใส่ขั้วทั้งสองที่เชื่อมต่อด้วยตะกั่วลงในท่อโลหะแล้วใช้แม่พิมพ์เพื่อบีบท่อโลหะโดยกดขั้วทั้งสองขั้วเข้าด้วยกัน การเชื่อมด้วยแรงดันเย็นไม่ต้องการความร้อน การเชื่อมค่อนข้างปลอดภัย ไม่มีการเชื่อมที่ผิดพลาด และตะกั่วไหม้และส่วนอื่นๆ ของฉนวน คุณภาพการอัดรีด ความต้านทานแรงดึงที่ดี ดังนั้นการเชื่อมด้วยแรงดันเย็นจึงเป็นวิธีหลักในการเชื่อมต่อตะกั่วสำหรับหม้อแปลงขนาดใหญ่
การเชื่อมต่อโบลต์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับลวดตะกั่วที่เชื่อมต่อกับปลอกแกนนำ ลวดตะกั่วสามารถถอดประกอบและสามารถชดเชยการเบี่ยงเบนของความยาวของตะกั่วได้ โดยปกติ โครงสร้างตะกั่วอาร์คโค้งสามารถขยายได้อย่างอิสระ หรือที่เรียกว่าการเชื่อมต่อแบบอ่อน
03 การยึดตะกั่ว
เพื่อให้แน่ใจว่าระยะห่างของฉนวนของตะกั่ว และทนต่อการสั่นสะเทือนและผลกระทบของพลังงานไฟฟ้าระหว่างการทำงานและไฟฟ้าลัดวงจรโดยไม่มีการเคลื่อนที่และการเสียรูป ต้องใช้ชิ้นส่วนหนีบเพื่อขันตะกั่วให้แน่น
ชิ้นส่วนหนีบตะกั่วควรมีความแข็งแรงทางกลและความแข็งแรงทางไฟฟ้าเพียงพอ ดังนั้นโครงสร้างส่วนหนีบตะกั่วโดยทั่วไปจะใช้โครงสร้างรองรับไม้ ชิ้นส่วนหนีบและชิ้นส่วนโลหะของตัวหม้อแปลงได้รับการแก้ไข เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงทางกลของสลักเกลียวโลหะที่มีอยู่ แต่ระหว่างการหนีบ ชิ้นส่วนต้องยึดด้วยสลักเกลียวอีพ็อกซี่และมีอุปกรณ์หลวม ควรเพิ่มแผ่นฉนวนเพื่อยึดตะกั่วเป็นฉนวนเพิ่มเติมเพื่อป้องกันไม่ให้ตะกั่วติดขัด