Značilnosti in uporaba suhega transformatorja

Trenutno so kitajski suhi energetski transformatorji večinoma trifazni trdno oblikovani seriji SC, kot so: trifazni navitni transformator serije SCB9, trifazni folijski transformator serije SCB10 in trifazni folijski transformator serije SCB9. Njegova napetost je običajno v območju 6-35 kV, največja zmogljivost pa do 25 MVA. Suhi transformatorji so v glavnem razdeljeni na impregnirane suhe transformatorje in suhe transformatorje s smolo v dveh kategorijah.

1. Impregnirani suhi transformator

Žica impregniranega suhega transformatorja na Kitajskem je prevlečena s stekleno žico, blazinica pa je vroče stisnjena z ustreznim izolacijskim materialom. Uporablja se predvsem v hidroelektrarnah in visokih stavbah z dobro požarno odpornostjo.

Zaradi razlike v impregnacijski barvi se izolacija transformatorjev deli na B, F, H, C, glavno in vertikalno izolacijo (glavna izolacija med navitjem in navitjem ter med navitjem in izolacijo jedra).

Navpična izolacija se nanaša na izolacijo med različnimi točkami in različnimi deli navitja transformatorja z različnimi potenciali, vključno z izolacijsko zmogljivostjo med zavoji, plastmi in odseki navitja. Kot izolacijski medij se uporablja zrak.

Na to vrsto transformatorja vpliva okolje kot na suhe transformatorje s smolo, večji je tudi videz in teža, proizvodnja doma in v tujini pa se običajno zmanjša.

Na obeh koncih navitja so končna tesnila, ki se ne bojijo plimovanja, imajo močno požarno odpornost in preprečujejo ogenj v odprtem ognju pri 750 ℃, kar je relativno nov tip suhega transformatorja. 1.2 Suhi transformatorji iz smole so danes med vodilnimi izdelki za domače transformatorje iz smole, ki jih lahko razdelimo v naslednje tri kategorije.

Prva vrsta, imenovana transformator z žično navito litje, je za visoko napetost uporabljena litina z žično navito prekinitveno valjno litje, za nizko napetost pa litina z žično navito valjno litje (ali segmentirano valjno litje); Li Qian, Shaanxi province Electric Power (group) Co., LTD. Opomba: ulivanje brez polnila.

Druga vrsta, imenovana transformator za litje folije, je visokonapetostna segmentirana vrsta litje folije, nizkonapetostna pa je vrsta navitja iz bakrene folije (ali aluminijaste folije); ulitek je ulit s polnilom.

Tretja vrsta, visokotlačna za navijanje žice z lomljenjem valja, nizkotlačna bakrena folija (ali aluminijasta folija) za navijanje; ulivanje je brez polnila.

Zgornje tri vrste izdelkov imajo svoje značilnosti v proizvodnji in delovanju ter trenutno zasedajo določen tržni delež na trgu. V tem članku se osredotočamo na razpravo o litih transformatorjih z navito žico.

2. Litoželezni transformator

2.1. Strukturne značilnosti

V drugi elektrarni Baoji v provinci Shaanxi se v tovarni uporabljajo suhi transformatorji, v celoti oviti z žico, z napetostnim razredom 6 kV, zmogljivostjo od 100 kVA do 1600 kVA in notranjo montažo.

Visokonapetostna in nizkonapetostna navitja izdelka so izdelana iz bakrene žice, popolnoma navite, ojačane s steklenimi vlakni, tanke izolacije, smole brez polnila, impregnirane z vlivanjem v vakuumu in utrjene v skladu s specifično temperaturno krivuljo utrjevanja.

Visokonapetostno navitje ima posebno segmentirano cilindrično strukturo, nizkonapetostno navitje pa ima večplastno cilindrično strukturo, segmentirano cilindrično strukturo ali posebno segmentirano cilindrično strukturo glede na napetostno raven.

2.2 Tehnične značilnosti

2.2.1 Odpornost proti udarcem pri navijanju visokonapetostnega transformatorja ima posebno profilno valjasto strukturo. Ta struktura temelji na običajnem profilu navitja vretenca. Navadni podsekcijski cilindrični tip je podedoval prednosti odpornosti na udarce vretenca in rešil protislovje med plastjo visokonapetostnega navitja vretenca, kar je idealna struktura navitja. Pogosto se imenuje neresonančna struktura navitja.

V primerjavi z navadnim segmentiranim valjem lahko posebni segmentirani valj dodatno zmanjša napetost med plastmi, izboljša porazdelitev napetosti in močno izboljša udarno trdnost, da prenese atmosfersko prenapetost in obratovalno prenapetost.

Odpornost proti udarcem ni povezana le s strukturo navitja, temveč je odvisna tudi od kakovosti ulitka navitja in električnih lastnosti izolacijskega materiala.

Po končanem navijanju izdelka se vanj v vakuumu vlije čista smola, ne da bi se dodalo polnilo, tako da se pretočnost smole ne zmanjša.

In ker je navitje navito z žico, ga lahko smola popolnoma prepoji, ne glede na aksialno ali radialno smer navitja, in v notranjosti ni mehurčkov.

Povzetek: Ta članek predstavlja klasifikacijo in značilnosti suhih transformatorjev ter se osredotoča na strukturne značilnosti livarskih transformatorjev z navitimi žicami, tehnične značilnosti, hladilni sistem, sistem za nadzor temperature in tako naprej, ter povzema razvojne možnosti suhih transformatorjev. Ključne besede: suhi transformator; klasifikacija livarskih transformatorjev z navitimi žicami.

Smola in steklena vlakna, sestavljena iz trdne izolacije, ne le dobre odpornosti na udarce, ampak tudi zelo majhnega lokalnega praznjenja.

2.2.2 Dobra mehanska trdnost in visoka odpornost proti kratkemu stiku. Pri segmentiranem cilindričnem tipu navitja žice se lahko po vakuumskem vlivanju smola naenkrat namaka med plastmi, zavoji in odseki navitja.

Po strjevanju se smola, žica in steklena vlakna tesno združijo v močno togo strukturo telesa. Zaradi visokih mehanskih lastnosti strukture imajo izdelki, uliti z žično navito, dobro odpornost proti kratkemu stiku.

Koeficient toplotnega raztezanja kompozitnega izolacijskega materiala, ki ga tvori utrjevanje smole in steklenih vlaken, je (18 ~ 20) × 10⁻⁶/K, koeficient raztezanja bakra, uporabljenega v navitju, pa je 17 × 10⁻⁶/K, kar je v bistvu blizu obema. Odpravlja mehanske napetosti med vodnikom navitja in izolacijskim materialom, ki jih povzročata toplotno raztezanje in krčenje pri hladnem delovanju transformatorja. Od korena naprej se odpravi pojav razpok.

Ker je izdelek ulit s smolo pri visokem in nizkem tlaku, železno jedro pa je prevlečeno s smolo, je močno odporen proti vlagi in koroziji. Ko je relativna vlažnost zraka 100 %, lahko še vedno deluje dolgo časa.

Ker ima kompozitna izolacija iz čiste smole in steklenih vlaken izjemno visoko električno trdnost, je debelina površinske izolacije izdelka le 1,5 ~ 2 mm, kar močno izboljša učinkovitost odvajanja toplote površine navitja.

2.3. Hladilni sistem in zaščita

Suhi transformatorji se hladijo z naravnim hlajenjem zraka in prisilnim kroženjem zraka. Naravno hlajenje zraka zagotavlja normalno delovanje transformatorja pod nazivno obremenitvijo. Suhi transformatorji, ki se uporabljajo v elektrarni Baoji št. 2, se hladijo s prisilnim hlajenjem zraka z radialnim ventilatorjem.

Po hlajenju s prisilnim kroženjem zraka se lahko zmogljivost suhega transformatorja z močjo 800 kVA ali manj poveča za 40 %, zmogljivost suhega transformatorja z močjo 800 kVA ali več pa za 50 %, kar omogoča neprekinjeno delovanje.

Suhi transformator ima običajno zaščito IP00, torej brez lupine, za notranjo uporabo, druga elektrarna Baoji uporablja ta način zaščite. Prav tako se v skladu z zahtevami uporabnika doda zaščitna lupina.

Ohišje IP20 preprečuje vdor trdnih tujkov, večjih od 12 mm, in zagotavlja oviro za dele pod napetostjo. Ko je uporabljena zaščita IP23, ima poleg zaščite IP20 tudi funkcijo preprečevanja brizganja vode.

2.4 Sistem za nadzor temperature

Varno in zanesljivo delovanje ter življenjska doba energetskega transformatorja sta v veliki meri odvisna od varne in zanesljive izolacije navitja transformatorja. Temperatura navitja, ki presega temperaturo izolacije, je eden glavnih razlogov, da se izolacija uniči in transformator ne more normalno delovati.

Žični transformator serije SC uporablja sistem za samodejno regulacijo temperature XMTB. V prvi zavoj nizkonapetostne navitne žice je vgrajen platinasti merilni element za toplotno upornost, ki samodejno zazna dvig temperature navitja, prikaže temperaturo trifaznega nizkonapetostnega navitja in zagotavlja toplotno zaščito.

S spremembo temperature okolice in obremenitve, ko navitje doseže mejno temperaturo, regulator temperature samodejno pošlje signal za nadzor zagona ventilatorja (110 ℃), zaustavitve ventilatorja (90 ℃), alarma (120 ℃) ​​in izklopa (145 ℃), tako da ima izdelek med delovanjem zanesljivo zaščito pred preobremenitvijo.

Žični livarski transformatorji serije SC3 uporabljajo patentirano tehnologijo M&C za zaznavanje in nadzor temperature navitij transformatorjev ter proizvajajo temperaturni regulator, ki lahko neposredno zazna temperaturo navitij in izvede nadzor prisilnega zračnega hlajenja (AF), alarm za previsoko temperaturo in izklop transformatorja zaradi previsoke temperature.

Po normalnem odpravljanju napak regulatorja temperature se transformator najprej vključi v omrežno delovanje, nato pa se regulator temperature vklopi za delovanje. Regulator temperature je v stanju samodejnega krmiljenja, pri čemer se izvede zaznavanje temperature in zaščita transformatorja. Ko je temperatura navitja višja od 110 ℃, regulator temperature vklopi ventilator za prisilno hlajenje; če temperatura navitja pade pod 90 ℃ med prisilnim hlajenjem zraka, se ventilator ustavi.

Če se temperatura navitja še poveča, bo regulator temperature sprožil alarm za previsoko temperaturo (155 ℃) in signal za izklop zaradi previsoke temperature (170 ℃). Če regulator temperature odpove in ga ni mogoče začasno odstraniti, ga odstranite, transformator pa lahko še naprej deluje, le spremljati ga je treba in zagotoviti, da je transformator v normalnem stanju delovanja.

3. Primerjava med suhim transformatorjem in oljnim transformatorjem

Pomembne prednosti in nizke stroške oljnih transformatorjev je težko nadomestiti z drugimi transformatorji. V zahtevah glede zunanje in protipožarne zaščite splošnih prostorov bodo trenutno in v prihodnosti še naprej v glavnem oljni transformatorji.

Za mesta z visokimi zahtevami glede požarne zaščite pa se uporabljajo suhi transformatorji ali transformatorji z nevnetljivo tekočino in transformatorji z nevnetljivo tekočino. Suhi transformator ima večjo preobremenitveno zmogljivost kot transformator, potopljen v olje, predvsem zato, ker je gostota toka suhega transformatorja nižja, toplotna kapaciteta velika in časovna konstanta navijanja velika.

V primerjavi z oljnim transformatorjem je izolacijski obratovalni pogoj suhega transformatorja izboljšan. Oljni transformatorji se uporabljajo na več mestih, zato je bolj primerni za zunanjo montažo.

Območje napajanja suhega transformatorja je majhno, zato je bolj primerno za delovanje v zaprtih prostorih. V primerjavi z oljnimi transformatorji ima nižjo amplitudo napetosti strele, počasnejšo valovno glavo in manjšo verjetnost udara strele.

Suhi transformatorji so pogosto zaščiteni z odvodniki iz kovinskih oksidov, ki ne le omejujejo atmosfersko prenapetost, temveč tudi notranjo prenapetost.