Canwin — професійна компанія з виробництва силових трансформаторів та виробник електричних трансформаторів
Мова
Canwin — професійна компанія з виробництва силових трансформаторів та виробник електричних трансформаторів
Конструкція корпусу трансформатора
У цій статті в основному представлена структура корпусу трансформатора з трьох аспектів: сердечника, обмотки та виведення.
I. Структура сердечника трансформатора
01 Роль сердечника з кремнієвої сталі (заліза).
Трансформатори засновані на принципі електромагнітної індукції, магнітопровод є середовищем перетворення електричної енергії. Залізний сердечник є основним магнітопроводом трансформатора, головну роль відіграє магнітний. Він перетворює електричну енергію первинного ланцюга в магнітну енергію, а з магнітної - в електричну енергію вторинного кола.
У той же час залізний сердечник є механічним каркасом трансформатора, а затискний пристрій залізного сердечника не тільки перетворює магнітопровод в механічну цілісну конструкцію, але й має на ньому ізольовану котушку, що підтримує свинець, і майже всі компоненти всередині трансформатора. Маса залізного сердечника найбільша в компонентах трансформатора, становить близько 60% загальної ваги в сухому трансформаторі і близько 40% в масляному трансформаторі.
02 Форма залізного сердечника
Залізне ядро складається із залізної колони і залізного ярма. Колонка із залізним сердечником покрита обмотками, а залізне ярмо з’єднує колону із залізним сердечником, утворюючи замкнутий магнітопровод.
ФІГ. 1А - однофазний трансформатор, фіг. 1В — трифазний трансформатор. Конструкцію залізного сердечника можна розділити на дві частини, C - це частина котушки, відома як колона сердечника. Y — частина, яка використовується для замикання магнітного кола, називається залізним ярмом. Однофазний трансформатор має дві опори сердечника, трифазний - три жили.
Оскільки магнітний потік в залізному сердечнику трансформатора є змінним потоком, щоб зменшити втрати на вихровий струм, залізний сердечник трансформатора, як правило, виготовляється із залізної мікросхеми певного розміру, виготовленої з листової кремнієвої сталі з високим питомим опором. Лист кремнієвої сталі, що складається із залізного сердечника, спочатку нарізають необхідної форми та розміру, а саме перфораційного листа, а потім з’єднують із перфораційним листом внахлест. На малюнку 2А показано залізний сердечник однофазного трансформатора. Кожен шар складається з 4 заготовок. ФІГ. 2b показує залізний сердечник трифазного трансформатора, кожен шар складається з 6 частин, а комбінація пуансонів кожного двох шарів застосовує різні способи розташування, щоб розташувати з'єднання магнітного кола кожного шару. Цей метод складання називається збіркою внахлест, що дозволяє уникнути вихрових струмів, що протікають між сталевими листами. А оскільки шари переплетені та інкрустовані, можна використовувати менше кріпильних елементів, щоб зробити конструкцію простою, коли серцевина натискається. При складанні деталі пуансона спочатку накладаються внахлест, щоб утворити ціле залізне сердечник, потім затискається нижнє ярмо, витягуються частини пуансона верхнього ярма, щоб відкрити колону із залізним сердечником, збірні обмотки встановлюються на колону із залізним сердечником, і нарешті, вставляються натягнуті частини пуансона верхнього хомута.
За компонуванням обмотки в сердечнику трансформатор поділяється на сердечник і два типи оболонки. Різниця в основному полягає в розподілі магнітного ланцюга, ярма з сердечником трансформатора оточує котушку, сердечник трансформатора в більшій частині котушки, лише частина котушки за межами залізного ярма, що використовується для формування магнітної петлі.
03 Відведення тепла залізним сердечником
Коли трансформатор працює в нормальному режимі, залізний сердечник буде генерувати тепло через втрати заліза, і чим більше вага та об’єм залізного сердечника, тим більше тепла буде вироблятися. Температура трансформаторного масла вище 95 градусів легко старіє, тому температуру поверхні сердечника слід контролювати нижче цієї температури, наскільки це можливо, що вимагає від структури тепловіддачі сердечника швидко виділяти тепло сердечника. Конструкція тепловідведення в основному призначена для збільшення поверхні тепловіддачі серцевини. Розсіювання тепла залізним сердечником в основному включає тепловідведення масляного каналу залізного сердечника та тепловідведення дихальних шляхів із залізним сердечником.
У масляних трансформаторах великої потужності між пластинами залізного сердечника часто встановлюють масляні канавки для посилення ефекту розсіювання тепла. Масляна канавка поділяється на два типи, один паралельний листу кремнієвої сталі, а інший вертикальний сталевому листу, як показано на фіг. 4. Останнє розташування має кращий ефект тепловіддачі, але структура складніша.
Залізний сердечник сухого трансформатора має повітряне охолодження. Для того, щоб температура залізного сердечника не перевищувала допустимого значення, повітропровід часто встановлюють в колону з залізним сердечником і залізне ярмо.
04 Шум залізного сердечника
Під час роботи трансформатори видають шум. Джерелом шуму трансформатора є магнітострикція кремнієвої сталі з залізним сердечником, або шум сердечника трансформатора в основному спричинений магнітострикцією. Магнітострикція відноситься до збільшення розміру листа кремнієвої сталі вздовж лінії магнітної індукції, коли залізне ядро збуджується. Розмір листа кремнієвої сталі зменшується в напрямку, перпендикулярному до лінії магнітної індукції, що називається магнітострикцією. Крім того, певний ступінь впливу на рівень шуму буде мати структура та геометричні розміри залізного сердечника, а також технологія обробки та виготовлення залізного сердечника.
Рівень шуму залізного сердечника можна знизити за допомогою таких технічних заходів:
(1) Використовуйте високоякісний лист кремнієвої сталі з малим магнітострикційним значенням ε.
(2) Зменшити щільність магнітного потоку сердечника.
(3) Покращити структуру залізного ядра.
(4) Виберіть розумний розмір ядра.
(5) Використовуйте передові технології обробки.
05 Заземлення залізного сердечника
При нормальній роботі трансформатора електричне поле, що утворюється між електрифікованими обмотками і виводами, і масляним баком є нерівномірним електричним полем, і залізний сердечник і його металеві частини знаходяться в цьому електричному полі. Через те, що потенціал електростатичної індукції не однаковий, тому потенціал підвіски залізного сердечника та його металевих компонентів не однаковий, коли різниця потенціалів між двома точками може порушити ізоляцію між ними, утвориться іскровий розряд. Цей розряд може зруйнувати масло трансформатора та пошкодити тверду ізоляцію. Щоб уникнути цього, як сердечник, так і його металеві компоненти повинні бути надійно заземлені.
Сердечник має бути заземлений в одній точці. Коли залізний сердечник або інші металеві компоненти мають дві точки або більше двох точок заземлення, точка заземлення утворить замкнутий контур, утворення циркуляції, струм може іноді досягати десятків, призведе до місцевого перегріву, призвести до розкладання масла, також може призвести до розмикання заземлювального елемента, вигорання залізного сердечника, це заборонено. Тому сердечник необхідно заземлити, і трохи заземлити.
II. Конструкція обмотки трансформатора
Функція обмотки 01
Обмотка є основною частиною трансформатора, це створення магнітного поля та передача частини електричної ланцюга, як правило, обмотана ізоляційним папером мідного або алюмінієвого дроту та встановлена в колоні сердечника трансформатора. Сердечник трансформатора повинен мати достатню міцність ізоляції, механічну міцність і термостійкість.
Тип обмотки
Структуру обмотки трансформатора можна в цілому розділити на дві категорії: шарова структура і структура коржа. Структура шарів означає, що витки обмотки вздовж її осі розташовані безперервно, зазвичай використовуються в силових трансформаторах з низькими втратами S8 і S9; Конструкція коржа означає, що витки обмотки безперервно намотуються в корж (сегмент) вздовж його радіального напрямку, а потім складаються з багатьох коржів, розташованих вздовж осьового напрямку. Зазвичай він використовується у великих і надзвичайно великих трансформаторах з високою напругою 110 кВ і вище.
В основному, обмотки силових трансформаторів, вироблених в Китаї, мають концентричну структуру. Концентрична обмотка означає, що обмотки загорнуті за межі колони сердечника однаковою циліндричною лінією в будь-якому поперечному перерізі колони сердечника. Між обмотками високої та низької напруги, а також між обмотками низької напруги та стовпом із залізним сердечником має бути певний ізоляційний зазор і канал тепловідведення (масляний канал), розділений ізольованою картонною трубкою. Відстань ізоляції залежить від рівня напруги обмотки і зазору, необхідного для каналу тепловідведення. Коли обмотка низької напруги розміщена всередині близько до колони сердечника, необхідна відстань ізоляції між нею та колоною сердечника є відносно невеликою, тому розмір обмотки можна зменшити, а також зменшити загальний розмір трансформатора.
Трансформатор з трьома обмотками найчастіше використовується в енергосистемах. Використання трьохобмоткового трансформатора для підключення системи передачі з трьома різними напругами є більш економічним, займає менше землі та має більш зручне обслуговування та управління, ніж використання двох звичайних трансформаторів. Трифазний триобмотковий трансформатор зазвичай має з’єднання Y-Y-△, тобто первинна та вторинна обмотки є з’єднанням Y, а третя обмотка — △, як показано на малюнку XX. △ саме з’єднання є замкнутим контуром, через ту саму фазу струму третьої гармоніки, так що первинна, вторинна обмотка з’єднання Y не з’являється в напрузі третьої гармоніки. Таким чином, він забезпечує нейтральну точку як для первинної, так і для вторинної сторони. У системі передачі на великі відстані третя обмотка також може бути підключена до синхронної камери для покращення коефіцієнта потужності лінії.
III. Конструкція трансформатора
01 Свинцевий матеріал і класифікація
Обмотки трансформатора підключаються зовні до переднього кінця дроту, який називається виводом, через вивід до зовнішнього джерела живлення вхідного трансформатора, а також через провідник для передачі електроенергії від трансформатора назовні.
Існують в основному такі типи лідів:
(1) підвідний провід, з'єднаний з кінцем дроту обмотки і кожухом;
(2) з'єднувальні проводи між кінцями обмотки;
(3) відвід обмотки з'єднаний з відводом, з'єднаним з перемикачем
Як правило, свинцевий матеріал:
(1) Гола мідна шина, застосовна область застосування: 10 кВ клас 6300 кВА і нижче трансформатор;
(2) круглий мідний пруток, обгорнутий папером, застосовувана область застосування: трансформатор малої потужності 10 ~ 35 кВ;
(3) Гола мідна шина, застосовна область застосування: 10 кВ і нижче низьковольтних проводів обмотки;
(4) Мідний багатожильний дріт, застосовна область застосування: всі рівні напруги, особливо 110 кВ і вище свинцю;
(5) Мідна труба, сфера застосування: 220 кВ і вище трансформатор.
Щоб забезпечити достатню відстань ізоляції, провод через ламінат, картонну ізоляцію повинен відповідати вимогам електричних характеристик, механічної міцності, підвищення температури. Вибір проводів також ґрунтується на напруженості електричного поля та механічної міцності, а також на підвищенні температури короткого замикання та тривалому підвищенні температури навантаження.
02 Підключення проводу
Форми з’єднання проводів трансформаторів: пайка, газове зварювання, зварювання холодним тиском і болтове з’єднання.
Електрод пайки повинен бути виготовлений зі сплаву люмінофорної міді для з'єднання між виводом обмотки і виводом і між виводами.
Газове зварювання використовується для зварювання мідного прутка провідникового дроту та з'єднання корпусу кабелю.
Зварювання холодним тиском полягає в тому, щоб вставити дві клеми, з’єднані проводом, у металеву трубку, а потім за допомогою форми стиснути металеву трубку, при цьому обидві клеми стиснуті разом. Зварювання холодним тиском не потребує нагрівання, зварювання є відносно безпечним, немає фальшивого зварювання, а також обгорання проводів та інших частин ізоляції, якість екструзії, хороша міцність на розрив. Тому зварювання холодним тиском є основним способом з’єднання виводів для великих трансформаторів.
Болтове з’єднання в основному використовується для провідного дроту, з’єднаного з втулкою напрямної штанги. Провід можна розібрати і компенсувати відхилення довжини виводу. Зазвичай вигнута дуговідвідна структура може вільно розширюватися, також відома як м’яке з’єднання.
03 Кріплення поводка
Щоб забезпечити відстань ізоляції проводу, витримати вібрацію та вплив електричної енергії під час роботи та короткого замикання без зсуву та деформації, для затягування проводу необхідно використовувати затискні деталі.
Свинцеві затискні частини повинні мати достатню механічну міцність та електричну міцність, тому структура свинцевої затискної частини зазвичай має дерев’яну опорну конструкцію, затискні частини та металеві частини корпусу трансформатора фіксуються, щоб покращити механічну міцність наявних металевих болтів, але між затискними елементами. деталі необхідно закріпити епоксидними болтами, а також є нещільний пристрій. Для затискання проводу слід додати ізоляційну плату як додаткову ізоляцію, щоб запобігти заклинюванню проводу.
