Osnovni principi energetskih transformatora-punjenih uljem: struktura, komponente i rad

Sedam esencijalnih komponenti energetskog-transformatora napunjenog uljem

Veliki energetski{0}}uljni transformatori imaju složenu i preciznu strukturu. Njihov osnovni sastav sastoji se od sedam osnovnih komponenti koje rade zajedno kako bi osigurale stabilan i efikasan rad. Sklop jezgra, napravljen od laminiranih silikonskih čeličnih stupova i jarmova sa steznim mehanizmima, formira magnetsko kolo i služi kao medij za prijenos energije. Sklop namotaja uključuje namotaje svake faze i njihove priključne vodove, formirajući električni krug za unos i izlaz energije. Izolacijski sistem, koji se sastoji od uljne i papirne izolacije, izoluje dijelove pod naponom, sprječava kratke spojeve i produžava vijek trajanja. Sistem rezervoara sadrži jezgro i ulje, štiti unutrašnje komponente i pomaže odvođenje toplote. Sistem hlađenja, izgrađen od radijatora, uljnih pumpi, ventilatora i spojnih cijevi, uklanja toplinu nastalu gubicima. Mjerni instrumenti kao što su signalni termometri, strujni transformatori i mjerači nivoa ulja prate radno stanje u realnom vremenu, a zaštitni uređaji kao što su ventili za smanjenje pritiska, plinski releji i apsorberi vlage djeluju kao sigurnosna linija odbrane od nenormalnih uvjeta.

Jezgra i namoti: Magnetski i električni krugovi

Jezgro je osnovna komponenta transformatora. Funkcionalno, laminirani provodnici od silicijumskog čelika formiraju magnetni krug koji pretvara električnu energiju iz primarnog kola u magnetnu energiju, a zatim nazad u električnu energiju za sekundarni krug. Strukturno, jezgro podržava sve unutrašnje komponente i djeluje kao skelet uređaja. Na osnovu relativnog položaja namotaja i jezgra, jezgra se klasifikuju kao jezgra-tip ili školjka-tip; konstrukcija tipa jezgra-najviše se koristi u energetskim-uljnim transformatorima.

Osnovne konfiguracije

Za mono{0}}fazne transformatore, uobičajeni strukturni oblici uključuju dva stuba i dva jarma, jedan stub i četiri jarma i dva stuba i četiri jarma. Za tro-fazne transformatore, konfiguracije uključuju tro-trofazno jezgro-kolona i tro-petofazno-jezgro kolona. Izbor konfiguracije uzima u obzir racionalnost rasporeda namotaja, efikasnost materijala i ograničenja visine transporta, tako da transformator ispunjava operativne zahtjeve uz balansiranje troškova i praktičnosti.

Zahtjevi za dizajn namotaja

Namotaji, napravljeni od pljosnatih bakarnih ili aluminijumskih provodnika sa izolacionim komponentama, moraju zadovoljiti tri osnovna zahteva. Električna čvrstoća: namotaji moraju izdržati udar groma, prekidački impuls i otporne napone frekvencije snage kako bi se izbjeglo oštećenje izolacije i kratki spoj{1}}. Toplinska čvrstoća: pod dugotrajnom-radnom strujom izolacija treba da zadrži vijek trajanja od najmanje 20 godina, a zavojnica također mora izdržati toplinski učinak iznenadnog kratkog spoja bez oštećenja. Mehanička čvrstoća: zavojnica mora izdržati elektromagnetne sile i vibracije kako bi spriječila deformaciju i održala integritet kola. Kod velikih -strujnih namotaja, paralelni provodnici se transponuju tokom proizvodnje tako da svaki provodnik ima jednaku dužinu i jednaku vezu fluksa sa poljem curenja, osiguravajući ujednačenu distribuciju struje i sprečavajući lokalno pregrijavanje.

Spremnik transformatora i konzervator ulja

Spremnik transformatora je kontejner u kojem se nalazi sklop jezgre i transformatorsko ulje. Pohranjuje ulje koje obezbeđuje izolaciju i odvođenje toplote, radi sa sistemom za hlađenje kako bi uklonio toplotu, izoluje komponente izolacije od atmosfere kako bi sprečio apsorpciju vlage i starenje ulja, obezbeđuje stabilnu osnovu i olakšava transport i montažu.

Cisterne{0}}tipa i zvona{1}}cisterne

Cisterne{0}} tipa bure sastoje se od poklopca i tijela cijevi. Njihov izgled je jednostavan, te se pri podizanju poklopca mora ispustiti samo mala količina ulja, ali održavanje velikih jedinica zahtijeva dizalicu dovoljnog kapaciteta, pa odgovaraju transformatorima malih i srednjih kapaciteta. Rezervoari tipa zvona- su podijeljeni na gornji i donji dio, tako da se velike jedinice mogu servisirati bez velike dizalice, ali se prilikom podizanja gornjeg dijela mora ispustiti velika količina ulja; odgovaraju transformatorima velikog{4}}kapaciteta.

Oil Conservator

Konzervator ulja reguliše promjenu volumena transformatorskog ulja uzrokovanu varijacijama temperature i opterećenja, dok sprječava ulazak vlage i oksidaciju. Konzervatori zatvorenog{1}}tipa su najčešće korišteni i uključuju konstrukcije tipa kapsule-, tipa membrane-i metalnih mijehova{4}}. Konzervator tipa kapsule- sastoji se od kućišta, gumene kapsule, komore za sakupljanje gasa, sredstva za sušenje sa spojnim cijevima i mjerača nivoa ulja, te štiti ulje i u glavnom rezervoaru i u odjeljku za izmjenjivanje slavina.

Tap Changers: uključeno-učitavanje i isključivanje-regulacija napona u krugu

Regulacija napona se postiže ugradnjom slavina na jedan namotaj i promjenom broja zavoja u radu. Slavine se obično postavljaju na visokonaponski-namotaj jer se nalazi sa vanjske strane, što olakšava izvođenje izvoda slavine, i zato što niža struja omogućava manje poprečne-presjeke i nižu cijenu izmjenjivača.

Bez{0}}izmjenjivači slavina bez napona, koji se također nazivaju i-izmjenjivači razvodnih krugova, rade kada je transformator isključen iz mreže. Njihova struktura je jednostavna, sa pozicijama slavina, sklopnim komponentama i pogonskim mehanizmom, što daje niske troškove proizvodnje i lako održavanje; koriste se u ruralnim distributivnim mrežama, malim industrijskim transformatorima i stambenim distribucijama gdje kontinuirano napajanje nije kritično. Na-izmjenjivači slavine mijenjaju položaje slavine bez prekidanja struje opterećenja, koristeći prijelazni krug i sklopni mehanizam kako bi se izbjeglo stvaranje luka i pad napona. Oni obezbjeđuju raspon regulacije koji je obično širi, na primjer ±10 posto ili više, i neophodni su za aplikacije sa visokim zahtjevima za kontinuitetom, kao što su glavna mreža, velike industrijske proizvodne linije i distributivne mreže-visokih zgrada. Oni zahtijevaju odličnu izolaciju, performanse-prinošenja struje i gašenja luka{10}}i redovnu inspekciju izolacionog ulja, sklopnog mehanizma i prijelaznih otpornika.

Rashladni sistem i zaštitni uređaji

Transformatori stvaraju značajne toplote zbog gubitaka tokom rada, a sistem za hlađenje mora da rasprši ovu toplotu kako bi jedinicu zadržao u svom sigurnom temperaturnom opsegu. Prirodno hlađenje se oslanja na prirodnu konvekciju transformatorskog ulja i jednostavno je i lako za održavanje, što ga čini pogodnim za lakša opterećenja. Prisilno vazdušno hlađenje koristi ventilatore za pomoć u rasipavanju toplote i obezbeđuje veću efikasnost hlađenja za veća opterećenja. Režimi hlađenja su označeni prema IEC 60076-2, kao što su ONAN za ulje prirodnog zraka prirodno i ONAF za ulje prirodnog zraka prisilno.

Ventil za smanjenje pritiska je sigurnosni-oprugom opterećen sigurnosni uređaj koji se naglo otvara kada unutrašnji pritisak premaši silu opruge, brzo otpuštajući pritisak i ponovo zatvara kada se pritisak vrati u siguran opseg. Može biti opremljen alarmnim prekidačem i mehaničkom indikatorskom šipkom koja pokazuje da li se ventil aktivirao. Plinski relej, koji se još naziva i Buchholz relej, detektuje akumulaciju gasa i prenapone ulja uzrokovane unutrašnjim kvarovima i pokreće signale alarma ili isključenja, dok apsorber vlage uklanja vlagu iz vazduha koji ulazi u konzervator. Ovi uređaji zajedno štite transformator i ograničavaju eskalaciju kvarova.

FAQ

Q:Zašto su jezgra laminacija napravljena od silikonskih čeličnih limova?

A:Silicijumski čelik orijentisan na zrno- ima visoku propusnost i nisku histerezu i gubitke na vrtložne struje, a tanke laminacije sa izolacionim premazom između njih smanjuju vrtložne struje indukovane u jezgru.

Q:Koja je razlika između transformatora tipa jezgre-i shell-tipa?

A:U transformatoru tipa jezgra-namotaji okružuju stubove jezgra, dok u transformatoru tipa -jezgra jezgro okružuje namotaje; Konstrukcija tipa jezgra-najčešća je kod energetskih-uljnih transformatora.

Q:Zašto je-izmjenjivač slavina poželjan za industrijska postrojenja?

A:Omogućava prilagođavanje omjera napona bez prekida napajanja, čime se izbjegava prekid proizvodnje i štiti osjetljivu opremu kada napon mreže fluktuira ili se promijeni opterećenje.

Q:Koja je funkcija konzervatora ulja?

A:Prilagođava termičko širenje i kontrakciju zapremine ulja i sprečava direktan kontakt između ulja i atmosfere, smanjujući apsorpciju vlage i oksidaciju ulja.

Q:Kako Buchholz relej štiti transformator?

A:Sakuplja plin koji se oslobađa manjim unutrašnjim kvarovima i pokreće alarm, te reagira na val ulja većeg kvara tako što isključuje prekidač, sprječavajući daljnji razvoj kvara.

Q:Zašto se namotaji moraju transponovati u velikim transformatorima?

A:Transpozicija izjednačava dužinu i vezu fluksa curenja paralelnih provodnika tako da se struja ravnomerno raspoređuje, izbegavajući cirkulišuće ​​struje i lokalno pregrijavanje u namotaju.