Canwin Hakkında Transformatörlerin yapısının nasıl birleştirildiğini öğrenmek ister misiniz? Kullanım Kılavuzu | Canwin

02 Demir çekirdek formu

Demir çekirdek, bir demir çekirdek sütunu ve bir demir boyunduruktan oluşur. Demir çekirdek sütunu sargılarla kaplıdır ve demir boyunduruk, kapalı bir manyetik devre oluşturmak üzere demir çekirdek sütununu birbirine bağlar.

Şekil 1A tek fazlı bir transformatör, Şekil 1B ise üç fazlı bir transformatördür. Demir çekirdek yapısı iki parçaya ayrılabilir; C, bobinin bulunduğu kısımdır ve çekirdek sütunu olarak bilinir. Y ise manyetik devreyi kapatmak için kullanılan kısımdır ve demir boyunduruk olarak adlandırılır. Tek fazlı transformatörde iki çekirdek sütunu, üç fazlı transformatörde ise üç çekirdek sütunu bulunur.

Transformatör demir çekirdeğindeki manyetik akı alternatif akı olduğundan, girdap akımı kayıplarını azaltmak için transformatör demir çekirdeği genellikle yüksek dirençli silikon çelik levhadan yapılmış belirli bir boyutta demir yongalarından oluşur. Demir çekirdeği oluşturan silikon çelik levha önce gerekli şekil ve boyutta kesilir, yani delme levhası haline getirilir ve daha sonra delme levhaları üst üste gelecek şekilde birleştirilir. Şekil 2A, tek fazlı bir transformatörün demir çekirdeğini göstermektedir. Her katman 4 adet kesme levhasından oluşmaktadır. Şekil 2b, üç fazlı bir transformatörün demir çekirdeğini göstermektedir; her katman 6 parçadan oluşmaktadır ve her iki katmanın delme parçalarının birleştirilmesi, her katmanın manyetik devresinin birleşim yerini kademeli olarak yerleştirmek için farklı düzenleme yöntemleri uygular. Bu montaj yöntemine üst üste bindirme montajı denir ve çelik levhalar arasında girdap akımının akmasını önleyebilir. Ayrıca, katmanlar iç içe geçmiş ve kakma olduğundan, çekirdek preslendiğinde yapıyı basitleştirmek için daha az bağlantı elemanı kullanılabilir. Montaj sırasında, öncelikle zımba parçaları üst üste bindirilerek bütün bir demir çekirdek oluşturulur, ardından alt boyunduruk sıkıştırılır, üst boyunduruk zımba parçaları çekilerek demir çekirdek sütunu ortaya çıkarılır, önceden hazırlanmış sargılar demir çekirdek sütununa yerleştirilir ve son olarak çekilen üst boyunduruk zımba parçaları takılır.

Çekirdekteki sargı düzenine göre transformatör, çekirdekli ve kabuklu olmak üzere ikiye ayrılır. Aralarındaki temel fark, manyetik devrenin dağılımındadır; kabuklu transformatörde çekirdek, gövdeyi çevreleyen bir demir kılıfla çevrilidir, çekirdekli transformatörde ise bobinin büyük bir kısmı çekirdekte bulunur, bobinin sadece bir kısmı demir kılıfın dışında kalır ve manyetik bir döngü oluşturmak için kullanılır.

03 Demir çekirdeğin ısı dağılımı

Transformatör normal çalışma halindeyken, demir kaybı nedeniyle demir çekirdek ısı üretir ve demir çekirdeğin ağırlığı ve hacmi ne kadar büyükse, üretilen ısı da o kadar fazla olur. Transformatör yağı sıcaklığının 95 derecenin üzerinde olması yaşlanmayı kolaylaştırır, bu nedenle çekirdek yüzeyinin sıcaklığı mümkün olduğunca bu sıcaklığın altında tutulmalıdır; bu da çekirdeğin ısısını hızla dağıtmak için çekirdeğin ısı dağıtım yapısını gerektirir. Isı dağıtım yapısı esas olarak çekirdeğin ısı dağıtım yüzeyini artırmaktır. Demir çekirdeğin ısı dağıtımı esas olarak demir çekirdek yağ kanalı ısı dağıtımı ve demir çekirdek hava yolu ısı dağıtımını içerir.

Büyük kapasiteli yağlı transformatörlerde, ısı dağıtım etkisini artırmak için genellikle demir çekirdeğin laminatları arasına yağ olukları yerleştirilir. Yağ olukları, Şekil 4'te gösterildiği gibi, silikon çelik levhaya paralel ve çelik levhaya dikey olmak üzere iki tipe ayrılır. İkinci düzenleme daha iyi ısı dağıtım etkisine sahiptir, ancak yapısı daha karmaşıktır.

Kuru transformatörün demir çekirdeği hava ile soğutulur. Demir çekirdeğin sıcaklığının izin verilen değeri aşmamasını sağlamak için, genellikle demir çekirdek kolonuna ve demir boyunduruğuna hava kanalı yerleştirilir.

04 Demir çekirdeğin sesi

Transformatörler çalışma sırasında gürültü üretir. Transformatör gürültüsünün kaynağı, demir çekirdek silikon çelik levhanın manyetostriksiyonudur veya transformatör çekirdeğinin gürültüsü temelde manyetostriksiyondan kaynaklanır. Manyetostriksiyon, demir çekirdek uyarıldığında manyetik indüksiyon çizgisi boyunca silikon çelik levhanın boyutunun artması anlamına gelir. Manyetik indüksiyon çizgisine dik yönde silikon çelik levhanın boyutunun azalmasına manyetostriksiyon denir. Ayrıca, demir çekirdeğin yapısı ve geometrik boyutu ile demir çekirdeğin işleme ve üretim teknolojisi, gürültü seviyesini belirli ölçüde etkileyecektir.

Demir çekirdeğin gürültü seviyesi aşağıdaki teknik önlemlerle azaltılabilir:

(1) Küçük manyetostriktif ε değerine sahip yüksek kaliteli silikon çelik levha kullanın.

(2) Çekirdeğin manyetik akı yoğunluğunu azaltın.

(3) Demir çekirdeğin yapısını iyileştirin.

(4) Makul bir çekirdek boyutu seçin.

(5) Gelişmiş işleme teknolojisini benimseyin.

05 Demir çekirdeğin topraklanması

Transformatörün normal çalışması sırasında, elektrik yüklü sargılar ve iletkenler ile yağ tankı arasında oluşan elektrik alanı düzensiz bir elektrik alanıdır ve demir çekirdek ile metal parçaları bu elektrik alanının içindedir. Elektrostatik indüksiyon potansiyeli aynı olmadığından, demir çekirdek ve metal bileşenlerinin askı potansiyeli de aynı değildir; iki nokta arasındaki potansiyel farkı aralarındaki yalıtımı kırabilir ve kıvılcım deşarjı oluşabilir. Bu deşarj, transformatörün yağını bozabilir ve katı yalıtımına zarar verebilir. Bunu önlemek için hem çekirdek hem de metal bileşenleri güvenilir bir şekilde topraklanmalıdır.

Çekirdek mutlaka tek bir noktadan topraklanmalıdır. Demir çekirdek veya diğer metal bileşenlerin iki veya daha fazla topraklama noktası olduğunda, topraklama noktaları kapalı bir döngü oluşturur, dolaşım oluşur ve akım bazen onlarca A'ya kadar çıkabilir, bu da yerel aşırı ısınmaya, yağın ayrışmasına ve hatta topraklama elemanının erimesine, demir çekirdeğin yanmasına neden olabilir; bunlar kabul edilemez. Bu nedenle, çekirdek mutlaka topraklanmalı ve az miktarda topraklanmalıdır.

II. Transformatör sargı yapısı

01 sargısının işlevi

Transformatörün en temel parçası olan sargı, manyetik alanın oluşturulmasını ve elektrik enerjisinin iletimini sağlayan devre parçasıdır; genellikle yalıtımlı kağıt, bakır tel veya alüminyum tel ile sarılır ve transformatör çekirdeğinin içine yerleştirilir. Transformatör çekirdeği yeterli yalıtım dayanımına, mekanik dayanıma ve ısı direncine sahip olmalıdır.

Sarma türü

Transformatör sargı yapısı genel olarak iki kategoriye ayrılabilir: katmanlı yapı ve kek yapısı. Katmanlı yapı, sargının ekseni boyunca sürekli olarak düzenlenmesini ifade eder ve genellikle S8 ve S9 serisi düşük kayıplı güç transformatörlerinde kullanılır; kek yapısı ise sargının radyal doğrultusunda sürekli olarak bir kek (segment) şeklinde sarılmasını ve daha sonra eksenel doğrultuda düzenlenmiş birçok kekten oluşmasını ifade eder. Genellikle 110 kV ve üzeri yüksek gerilimli büyük ve ekstra büyük transformatörlerde kullanılır.

Temel olarak, Çin'de üretilen güç transformatörlerinin sargıları eşmerkezli bir yapıya sahiptir. Eşmerkezli sargı, sargıların çekirdek kolonunun herhangi bir kesitinde aynı silindirik çizgiyle çekirdek kolonunun dışına sarılması anlamına gelir. Yüksek ve düşük voltaj sargıları arasında ve düşük voltaj sargıları ile demir çekirdek kolonu arasında, yalıtımlı karton tüp ile ayrılmış belirli bir yalıtım boşluğu ve ısı dağıtım kanalı (yağ kanalı) bulunmalıdır. Yalıtım mesafesi, sargının voltaj seviyesine ve ısı dağıtım kanalının gerektirdiği boşluğa bağlıdır. Düşük voltaj sargısı çekirdek kolonuna yakın bir şekilde yerleştirildiğinde, sargı ile çekirdek kolonu arasındaki gerekli yalıtım mesafesi nispeten küçüktür, bu nedenle sargının boyutu küçültülebilir ve transformatörün genel boyutu da küçülür.

Üç sargılı transformatör, güç sistemlerinde en yaygın kullanılan transformatör türüdür. Üç farklı gerilime sahip iletim sistemini bağlamak için üç sargılı bir transformatör kullanmak, iki standart transformatör kullanmaya göre daha ekonomiktir, daha az yer kaplar ve bakım ve yönetimi daha kolaydır. Üç fazlı üç sargılı transformatör genellikle YY-△ bağlantısını benimser; yani, birincil ve ikincil sargılar Y bağlantılıdır ve üçüncü sargı △ bağlantılıdır (Şekil XX'de gösterildiği gibi). △ bağlantısı kendi içinde kapalı bir döngüdür ve aynı fazdaki üçüncü harmonik akımından geçer, böylece Y bağlantılı birincil ve ikincil sargılarda üçüncü harmonik gerilim oluşmaz. Bu şekilde hem birincil hem de ikincil taraflar için nötr bir nokta sağlar. Uzun mesafeli iletim sisteminde, üçüncü sargı, hattın güç faktörünü iyileştirmek için senkron bir sargı ile de bağlanabilir.

III. Transformatör bağlantı yapısı

01 Kurşun maddesi ve sınıflandırması

Transformatör sargıları, iletken adı verilen bir telin dış ucuna bağlanır; bu iletken aracılığıyla transformatöre harici güç kaynağı girişi sağlanır, aynı zamanda transformatörden dışarıya elektrik enerjisi çıkışı da iletken aracılığıyla iletilir.

Başlıca şu tür potansiyel müşteriler bulunmaktadır:

(1) sargı telinin ucuna ve muhafazaya bağlı olan kurşun tel;

(2) sargı uçları arasındaki bağlantı uçları;

(3) sargı bağlantı noktası, anahtara bağlı bağlantı ucuna bağlanır.

Kurşun hammaddesi genellikle şöyledir:

(1) Çıplak bakır çubuk, uygulanabilir kapsam: 10kV sınıfı 6300kVA ve altı transformatör;

(2) Kağıtla sarılmış yuvarlak bakır çubuk, uygulanabilir kapsam: 10 ~ 35kV küçük kapasiteli transformatör;

(3) Çıplak bakır çubuk, uygulanabilir kapsam: 10kV ve altı düşük voltajlı sargı uçları;

(4) Bakır telli kablo, uygulanabilir kapsam: tüm voltaj seviyeleri, özellikle 110kV ve üzeri;

(5) Bakır boru, uygulama alanı: 220kV ve üzeri transformatör iletkeni.

Yeterli yalıtım mesafesini sağlamak için, lamine ahşap veya karton yalıtım malzemelerinden geçirilen iletkenin elektriksel performans, mekanik dayanım ve sıcaklık artışı gereksinimlerini karşılaması gerekir. İletken seçimi ayrıca elektrik alan şiddeti ve mekanik dayanımın yanı sıra kısa devre sıcaklık artışı ve uzun süreli yük sıcaklık artışı gibi hususlara da bağlı olarak yapılır.

02 Kurşun bağlantısı

Transformatör kablo bağlantı şekilleri şunlardır: lehimleme, gaz kaynağı, soğuk basınç kaynağı ve cıvata bağlantısı.

Lehimleme elektrodu, sargı çıkışı ile iletken ve iletkenler arasındaki bağlantı için fosforlu bakır alaşımından yapılacaktır.

Gaz kaynağı, bakır çubuk, kurşun tel ve kablo delme ve muhafaza bağlantılarının kaynaklanmasında kullanılır.

Soğuk basınç kaynağı, kabloyla birbirine bağlanan iki terminalin metal bir boruya yerleştirilmesi ve ardından metal borunun bir kalıp kullanılarak sıkıştırılmasıyla iki terminalin birbirine bastırılması işlemidir. Soğuk basınç kaynağı ısıtma gerektirmez, kaynak işlemi nispeten güvenlidir, yanlış kaynak olmaz ve kabloların ve diğer yalıtım parçalarının yanması riski yoktur, ekstrüzyon kalitesi yüksektir ve iyi çekme dayanımına sahiptir. Bu nedenle, soğuk basınç kaynağı büyük transformatörler için ana kablo bağlantı yöntemidir.

Cıvata bağlantısı esas olarak kılavuz çubuk kılıfına bağlanan iletken tel için kullanılır. İletken tel sökülebilir ve iletken uzunluğundaki sapmayı telafi edebilir. Genellikle, kavisli yay şeklindeki iletken tel yapısı serbestçe genişleyebilir, bu da yumuşak bağlantı olarak bilinir.

03 Kurşunun sabitlenmesi

Kablo izolasyon mesafesinin sağlanması ve çalışma sırasında elektrik gücünün titreşimine ve darbesine, ayrıca kısa devre durumlarında yerinden oynamadan ve deforme olmadan dayanabilmesi için, kabloyu sıkıştırmak amacıyla sıkıştırma parçaları kullanılmalıdır.

Kablo sıkıştırma parçalarının yeterli mekanik ve elektriksel dayanıma sahip olması gerekir; bu nedenle kablo sıkıştırma parçası yapısı genellikle ahşap destek yapısı kullanılarak oluşturulur, sıkıştırma parçaları ve transformatör gövdesi metal parçaları sabitlenir. Mekanik dayanımı artırmak için metal cıvatalar kullanılabilir, ancak sıkıştırma parçaları arasına epoksi cıvatalar yerleştirilmeli ve gevşek bir bağlantı noktası bulunmalıdır. Kablonun sıkışmasını önlemek için ek yalıtım olarak kabloyu sıkıştırmak üzere yalıtım levhası eklenmelidir.

FAQ

Avantajlar